DE1204288B

DE1204288B - Method for compensating runtime errors in radio direction finder systems

Info

Publication number: DE1204288B
Application number: DED45548A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Friedrich Fischer
Original assignee: VERSUCHSANSTALT fur LUFT und
Current assignee: VERSUCHSANSTALT fur LUFT und
Priority date: 1964-10-02
Filing date: 1964-10-02
Publication date: 1965-11-04

Description

Verfahren zur Kompensation von Laufzeitfehleru bei Funkpeilanlagen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur exakten Kompensation von Laufzeitfehlern bei Funkpeilanlagen mit rotierender AM- oder FM-Charakteristik. Bei solchen Anlagen erfährt bekanntlich eine ursprünglich unmodulierte Hochfrequenzschwingung durch die tatsächliche oder simulierte Antennenbewegung sowohl im Empfangsfall (Fremdpeilung) als auch im Sendefall (Drehfunkfeuer, Eigenpeilung) eine Amplituden- oder Frequenzmodulation.Procedure to compensate for runtime errors in radio direction finder systems The invention relates to a method for the exact compensation of run-time errors for radio direction finder systems with rotating AM or FM characteristics. With such systems is known to experience an originally unmodulated high-frequency oscillation the actual or simulated antenna movement both in the case of reception (external direction finding) as well as in the case of transmission (radio beacon, internal direction finding) an amplitude or frequency modulation.

Durch Demodulation wird am Empfängerausgang eine Signalspannung Ustg gewonnen, deren Phasenwinkel ges mit dem Phasenwinkel f Bez einer mit der Antennen- bzw. Abtastbewegung synchronen Bezugsspannung UBez verglichen wird, wobei die Differenz q pSi Bez das Peilergebnis und im Idealfall gleich dem gesuchten Azimutwinkel o; ist. Das Peilergebnis f ist nun aber mit einem äußeren und einem inneren Fehler behaftet. A signal voltage Ustg is generated at the receiver output by demodulation obtained whose phase angle tot with the phase angle f Bez one with the antenna or scanning movement synchronous reference voltage UBez is compared, the difference q pSi Bez the bearing result and ideally equal to the azimuth angle o sought; is. The bearing result f is now with an external and an internal error afflicted.

Wegen der Gültigkeit des Reziprozitätstheorems besteht zwischen den Verfahren der Fremd- und Eigenpeilung hinsichtlich der Fehlerbetrachtung kein grundsätzlicher Unterschied. Der äußere Fehler kann in beiden Fällen durch ausbreitungsbedingte Einflüsse verursacht werden. Er kann bekanntlich durch Anwendung von Großbasisverfahren(Wullenwever, D opplerpeiler, Doppler-VOR) sehr klein gemacht werden. Because of the validity of the reciprocity theorem, there is between the Procedure for external and internal direction finding with regard to error analysis is not a fundamental one Difference. In both cases, the external error can be caused by propagation Influences are caused. As is well known, it can be achieved by using large-scale methods (Wullenwever, Doppler direction finder, Doppler-VOR) can be made very small.

Größere Schwierigkeiten verursachen die inneren Fehler der Anlage. Unter Anlage sei im Falle der Eigenpeilverfahren das Drehfunkfeuer am Boden und die zugehörige Empfangs- und Phasenmeßeinrichtung an Bord des Flugzeuges verstanden, einschließlich der Einrichtungen zur Übertragung der Bezugsinformation. Der innere Fehler setzt sich im wesentlichen aus drei Komponenten zusammen, die nach dem gegenwärtigen Stand der Technik nur sehr unbefriedigend verringert werden können: Innere Fehler, die durch Unsymmetrien der Peilantenne (Funkfeuer) einschließlich der Abtasteinrichtung verursacht werden, können durch Anwendung bekannter elektronischer Abtastverfahren (z. B. deutsche Auslegeschrift 1 168 982) praktisch vernachlässigbar klein gemacht werden, da hier die exakte Symmetrie auf einfache Weise realisierbar ist. The internal faults of the system cause greater difficulties. In the case of the internal direction finding method, the rotary radio beacon on the ground and Understand the associated receiving and phase measuring equipment on board the aircraft, including the means for transmitting the reference information. The inner one Error is essentially made up of three components, which according to the present State of the art can only be reduced in a very unsatisfactory manner: internal defects, caused by asymmetries in the DF antenna (radio beacon) including the scanning device can be caused by using known electronic scanning techniques (e.g. German Auslegeschrift 1 168 982) made practically negligibly small because the exact symmetry can be easily achieved here.

Ein wesentlicher Anteil am inneren Fehler wird durch Änderungen der Gruppen- und Phasenlaufzeit im HF-und NF-Teil des Signal- und Bezugskanals verursacht. A significant part of the internal error is caused by changes in the Group and phase delay in the HF and LF parts of the signal and reference channel.

Er kann durch bekannte Verfahren mehr oder weniger verkleinert aber nicht vollständig eliminiert werden (deutsche Auslegeschriften 1099 009 und 1 100 727).However, it can be reduced in size to a greater or lesser extent by known methods cannot be completely eliminated (German Auslegeschriften 1099 009 and 1 100 727).

Innere Fehler, die durch die Phasenmeßeinrichtung verursacht werden, können zwar bei bekannten digitalen Phasenmeßverfahren je nach Aufwand nahezu beliebig klein gemacht werden, wenn man nur den relativen Fehler berücksichtigt. Gegenüber analogen Phasenmeßverfahren haben sie den Vorteil, daß ein Systemfehler in Abhängigkeit vom Phasenwinkel nicht existiert. Berücksichtigt man jedoch die absolute Genauigkeit solcher Meßverfahren, so ist diese von der exakten Ermittlung der Nulldurchgänge von Signal-und Bezugsspannung abhängig. Dies bereitet aber erfahrungsgemäß die größten Schwierigkeiten, vor allem, wenn eine absolute Phasenmeßgenauigkeit von 1lio oder 1/1000 angestrebt wird. Geringe Verschiebungen der Nullinie haben amplitudenabhängige Laufzeitfehler zur Folge, die einen entsprechenden Anteil zum inneren Fehler des Peilers liefern. Internal errors caused by the phase measuring device, can be used with known digital phase measurement methods, depending on the complexity any can be made small considering only the relative error. Opposite to analog phase measurement they have the advantage that a system error is dependent of the phase angle does not exist. However, if you take into account the absolute accuracy Such a measuring method, this depends on the exact determination of the zero crossings depends on signal and reference voltage. However, experience shows that this prepares the greatest Difficulties, especially when an absolute phase measurement accuracy of 1lio or 1/1000 is aimed for. Small displacements of the zero line have amplitude-dependent ones Run-time errors result in a corresponding proportion of the internal error of the Deliver direction finder.

Die vorliegende Erfindung hat den Zweck, diese Schwierigkeiten zu überwinden, indem nicht nur die Änderungen der Laufzeit, sondern auch deren Betrag exakt kompensiert werden. Dadurch wird eine sehr genaue, stets reproduzierbare Zuordnung zwischen der Peilanzeige und der Stellung der Antenne in bezug auf die Einfallsrichtung erreicht, d. h., daß die absolute Genauigkeit der gesamten Funkortungsanlage gleich der relativen Genauigkeit gesetzt werden kann, die bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens im wesentlichen nur mehr vom verwendeten Phasenmeßverfahren abhängt. Damit entfällt jede Notwendigkeit, die Anlage oder Teile derselben beispielsweise durch Phasenschieber nachzueichen. Es genügt, die Peilantenne bzw. das Drehfunkfeuer einmal endgültig nach einer Bezugsrichtung (Nord) auszurichten. The present invention aims to address these difficulties overcome it by not only changing the term but also its amount be exactly compensated. This results in a very precise, always reproducible assignment between the bearing display and the position of the antenna in relation to the direction of incidence achieved, d. This means that the absolute accuracy of the entire radio location system is the same the relative accuracy can be set when using the invention Method essentially only depends on the phase measurement method used. This eliminates any need for the system or parts of it, for example to be recalibrated by phase shifter. It is sufficient to use the DF antenna or the rotary beacon to be finally aligned once according to a reference direction (north).

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß von jeweils zwei Peilwerten, von denen der eine bei Rechtsrotation und der andere bei Linksrotation der Antennencharakteristik gewonnen wird, der Mittelwert gebildet wird, wobei gleichzeitig mit der Umkehrung der Rotationsrichtung die Funktionen von Bezugs- und Signalkanal durch Kanalumtastung am Eingang der Phasenmeßeinrichtung vertauscht werden. The method according to the invention is characterized in that from two bearing values each, one with right rotation and the other with Left rotation the antenna characteristic is obtained, the mean value is formed, the functions simultaneously with the reversal of the direction of rotation of reference and signal channel by channel keying at the input of the phase measuring device be swapped.

Von Zweikanalpeilern ist ein Verfahren bekannt [Telefunkenzeitung Jg. 31, Heft 120 (Juni 1958), S. 91], das eine periodische Umtastung vor und eine entsprechende Rücktastung hinter den beiden Empfangskanälen verwendet. Dadurch werden innere Peilfehler am Kathodenstrahlrohr in Form von zwei Peilanzeigen (strich- oder schwach ellipsenförmig) sichtbar, die entweder optisch gemittelt oder durch Nachregelung von Amplitude und Phase kompensiert werden können. A method is known from two-channel paddles [Telefunkenzeitung Jg. 31, Issue 120 (June 1958), p. 91], the one periodic keying before and one corresponding backspace is used behind the two receiving channels. This will be internal bearing errors on the cathode ray tube in the form of two bearing displays (dashed or weakly elliptical) visible, either optically averaged or by readjustment can be compensated for by amplitude and phase.

Dieses Verfahren kann jedoch nur bei Zweikanalpeilern angewendet werden und hat außerdem noch den Nachteil, daß bei der Umtastung die Empfängereingänge jeweils an die andere Antenne geschaltet werden, so daß bei nicht exakter Anpassung nicht kompensierbare Amplituden- und Phasenfehler entstehen können.However, this method can only be used with two-channel direction finders and also has the disadvantage that the receiver inputs can be switched to the other antenna, so that if the adjustment is not exact amplitude and phase errors that cannot be compensated for can arise.

Die Anwendung dieses bekannten Verfahrens auf Einkanalpeiler, z. B. Großbasispeiler, wäre in der Form denkbar, daß ein zweiter, gleicher Empfangskanal mit vorgeschaltetem Modulator für die Bezugsspannung eingeführt wird und durch doppelte periodische Umtastung die beiden Kanäle vertauscht werden. The application of this known method to single-channel direction finders, e.g. B. large base direction finder would be conceivable in the form that a second, same receiving channel with upstream modulator for the reference voltage is introduced and by double periodic keying the two channels are swapped.

Zu den erwähnten Fehlern bei nicht exakter Anpassung käme aber hier noch der Laufzeitfehler des Teiles vom Bezugskanal (bis einschließlich der Modulatoren), der von der Umtastung nicht erfaßt wird. Außerdem bringt ein zweiter gleichwertiger Empfangskanal einen erheblichen Mehraufwand.The mentioned errors in the event of an inexact adjustment would come here nor the runtime error of the part of the reference channel (up to and including the modulators), which is not covered by the keying. Also brings a second equivalent Receiving channel a considerable additional effort.

Das erfindungsgemäße Verfahren benötigt dagegen nur einen Empfangskanal, an dessen Eingang immer die gleichen Antennen liegen. Da keine Umtastung am Empfängereingang notwendig ist, können bei konstanten Anpassungsbedingungen auch keine zusätzlichen Phasen- oder Amplitudenfehler entstehen. Die Laufzeitfehler des Bezugskanals werden vollständig erfaßt und kompensiert. The method according to the invention, on the other hand, only requires one receiving channel, the same antennas are always at the entrance. Since no keying at the receiver entrance is necessary, no additional ones can be made with constant adaptation conditions Phase or amplitude errors arise. The runtime errors of the reference channel are fully recorded and compensated.

Im folgenden wird die Erfindung an Anwendungsbeispielen näher erläutert. In the following, the invention is explained in more detail using application examples.

Fig. 1 zeigt die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei Großbasis-AM-Funkortungsanlagen. Die rotierende Amplituden- Charakteristik (in der F i g. 1 schraffiert) erzeugt eine Amplitudenmodulation (AM) des ursprünglich unmodulierten Trägers, wobei beispielsweise deren Maximum zur Ermittlung der Einfallsrichtung benutzt wird. Der wahre Peilwert .x ist der Winkel zwischen der Bezugsrichtung und der Einfallsrichtung. Der Laufzeitfehler #sig der Signalspannung, der für rasch aufeinanderfolgende Rechts- und Linksmessungen (R und L) als konstant vorausgesetzt werden kann, enthält alle Laufzeitfehler, die im HF-Teil und NF-Teil der Peilempfangsanlage bis zum Umschalter am Eingang der Phasenmeßeinrichtung entstehen können. Fig. 1 shows the application of the method according to the invention in large-scale AM radio location systems. The rotating amplitude characteristic (hatched in FIG. 1) is generated an amplitude modulation (AM) of the originally unmodulated carrier, for example whose maximum is used to determine the direction of incidence. The real bearing value .x is the angle between the reference direction and the direction of incidence. The runtime error #sig of the signal voltage, the one for quickly successive right and left measurements (R and L) can be assumed to be constant, contains all runtime errors that in the HF part and LF part of the DF receiving system to the switch at the entrance of the Phase measuring device can arise.

Für genaue Messungen muß auch noch der Laufzeitfehler J Bez der Bezugsspannung berücksichtigt werden, der im gesamten Bezugskanal entstehen kann.For exact measurements, the transit time error J Bez of the reference voltage must also be used must be taken into account, which can arise in the entire reference channel.

Hierzu zählen auch eventuelle Phasenverschiebungen zwischen der Rotationsbewegung und der Bezugsspannung.This also includes any phase shifts between the rotational movement and the reference voltage.

QBez = O und Qstg = x sind die wahren Winkelwerte, die den Durchlauf des Maximums der rotierenden AM-Antennencharakteristik durch die Bezugsrichtung und durch die Einfallsrichtung bezeichnen. QBez = O and Qstg = x are the true angle values that make up the pass of the maximum of the rotating AM antenna characteristic through the reference direction and denote by the direction of incidence.

Tatsächlich erhält man aber bei Rechtsrotation (R) die Winkelwerte (pBezR = #Bez fSigR = a + Asig und bei Linksrotation (L) die Winkelwerte (pBez = #Bez #Sig L = 360° - α + dosis Die entsprechenden Peilwerte sind #R = #Sig R - Bezit = °; + #Sig - #Bez (PL = (PBezL - (PSL = sie + #Bez wobei im Falle L zwecks Vorzeichenwechsel der Phasenwinkel die Funktionen von UBez und U5ig durch Umtasten der beiden Kanäle vor dem Phasenmesser vertauscht werden. Damit erhält man bei Mittelung über die beiden Peilungen den wahren Peilwert α, während die Laufzeitfehler wegen der entgegengesetzten Vorzeichen exakt kompensiert werden. In der F i g. 1 beziehen sich die voll ausgezogenen Linien auf Rechtsrotation, die gestrichelten auf Linksrotation. In fact, the angle values are obtained when rotating to the right (R) (pBezR = #Bez fSigR = a + Asig and with left rotation (L) the angle values (pBez = #Bez #Sig L = 360 ° - α + dose The corresponding bearing values are #R = #Sig R - Bezit = °; + #Sig - #Bez (PL = (PBezL - (PSL = they + #Bez where in the case of L for the purpose of Change the sign of the phase angle the functions of UBez and U5ig by keying of the two channels in front of the phase meter are swapped. With averaging, this gives the true bearing value α via the two bearings, while the runtime error be exactly compensated because of the opposite sign. In FIG. 1 the solid lines relate to right rotation, the dashed lines to left rotation.

F i g. 2 zeigt die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Laufzeitkompensation bei Großbasis-FM-Funkortungsanlagen. Die rotierende Frequenzhub-Charakteristik (in F i g. 2 schraffiert, wobei + und - die Vorzeichen des Frequenzhubes bedeuten) erzeugt eine FrequenzmodulationFM des ursprünglich unmodulierten Trägers, wobei beispielsweise die positiven Nulldurchgänge die wahre Einfallsrichtung α bezeichnen sollen. Durch Laufzeitfehler im Bezugs-und Signalkanal erhält man bei Rechtsrotation (R) die Winkelwerte fBezR = #Bez FSi¢R = OC + Astg und bei Linksrotation (L) die Winkelwerte pBezr = 1800 + ABez #Sig L = 1800 - o; + Ssfg wenn man zur Kompensation des Vorzeichenwechsels vom Frequenzhub bei L (Vorzeichen in Klammern) eine um 1800 phasenverschobene Bezugsspannung verwendet. Vertauscht man außerdem wieder im Falle L bei der Phasenmessung die Funktionen von UBez und Ustg zwecks Vorzeichenwechsels, so erhält man die Peilwerte #R = #Sig R - #Bez R = a +Astg-ABez (PL = (PBez-(Psig = -Asg + #Bez Die Mitteilung über die beiden Peilwerte (PR und #L ergibt den wahren Peilwert o;, während die Laufzeitfehler wegen der entgegengesetzten Vorzeichen exakt kompensiert werden. Zur besseren Unterscheidung der beiden Rotationsrichtungen wurden hier analog zur F i g. 1 im Falle L gestrichelte Linien gezeichnet. F i g. FIG. 2 shows the application of the method according to the invention from FIG Time-of-flight compensation for large-scale FM radio location systems. The rotating frequency deviation characteristic (hatched in Fig. 2, where + and - mean the signs of the frequency deviation) generates a frequency modulation FM of the originally unmodulated carrier, where for example, the positive zero crossings denote the true direction of incidence α should. Runtime errors in the reference and signal channels result in clockwise rotation (R) the angle values fBezR = #Bez FSi ¢ R = OC + Astg and for left rotation (L) the Angular values pBezr = 1800 + ABez #Sig L = 1800 - o; + Ssfg if you want to compensate of the sign change of the frequency deviation at L (sign in brackets) one around 1800 phase-shifted reference voltage used. You also swap the case again L for phase measurement the functions of UBez and Ustg for the purpose of changing the sign, this gives the bearing values #R = #Sig R - #Bez R = a + Astg-ABez (PL = (PBez- (Psig = -Asg + #Bez The message about the two bearing values (PR and #L results in the true Bearing value o; while the runtime errors are exact because of the opposite sign be compensated. To better differentiate between the two directions of rotation here analogous to FIG. 1 in the case of L, dashed lines are drawn.

Im Laufzeitfehler sind die Fehler durch Schwankungen der Laufzeit, aber auch die Phasendrehung entsprechend dem absoluten Betrag der Gruppenlaufzeit im Bezugs- und Signalkanal enthalten, die durch das erfindungsgemäße Verfahren exakt kompensiert werden. Ebenso werden Phasenfehler durch Störmodulationen (FM, AM) kompensiert. Damit wird die absolute Genauigkeit der ganzen Anlage gleich der relativen Genauigkeit. Unter der Voraussetzung der exakten Symmetrie von Antenne und Abtasteinrichtung, die durch die Anwendung eines bekannten elektronischen Abtastverfahrens gut erfüllt werden kann, wird bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens der gesamte Anlagenfehler etwa gleich dem Fehler der Phasenmeßeinrichtung. Der kleinste relative Fehler wird mit dem bereits erwähnten und an sich bekannten digitalen Phasenmeßverfahren mit Impulszählung erreicht. Der absolute Fehler der Phasenmessung kann durch Einbeziehung der Impulsformerstufen von Bezugs- und Signalkanal in das erfindungsgemäße Verfahren auf die Größe des relativen Fehlers gebracht werden. Dies wird dadurch bewirkt, daß die Kanalumtastung hinter den Impulsformerstufen direkt an den Start- und Stopeingängen des Zählers erfolgt. Während also bei Rechtsrotation (R) der Startimpuls vom Bezugsimpulsformer und der Stopimpuls vom Signalimpulsformer geliefert wird, leitet man bei Linksrotation (L) den Startimpuls aus dem Signalimpulsformer und den Stopimpuls aus dem Bezugsimpulsformer ab. Dies bringt den Vorteil, daß die Phasenmeßgenauigkeit nicht mehr durch den nicht exakten Abgleich der Impulsformer und der damit verbundenen amplitudenabhängigen Verschiebung der Start- und Stopimpulse beeinträchtigt wird. In the runtime error, the errors are due to fluctuations in the runtime, but also the phase shift according to the absolute amount of the group delay contained in the reference and signal channel, which by the method according to the invention exactly be compensated. Phase errors are also compensated for by interference modulations (FM, AM). This ensures the absolute accuracy of the entire system equal to the relative accuracy. Assuming the exact symmetry of the antenna and scanning means obtained by using a known electronic scanning method can be met well, when using the method according to the invention, the total system error approximately equal to the error of the phase measuring device. The smallest relative errors are determined with the digital phase measurement method already mentioned and known per se reached with pulse counting. The absolute error of the phase measurement can be determined by including the pulse shaping stages of the reference and signal channel in the method according to the invention be brought to the size of the relative error. This is done by that the channel keying behind the pulse shaper stages directly at the start and stop inputs of the counter takes place. So while with clockwise rotation (R) the start pulse from the reference pulse shaper and the stop pulse is supplied by the signal pulse shaper, the direction of rotation is to the left (L) the start pulse from the signal pulse shaper and the stop pulse from the reference pulse shaper away. This has the advantage that the phase measurement accuracy is no longer due to the not exact adjustment of the pulse shapers and the associated amplitude-dependent Shifting the start and stop pulses is affected.

Sie wird somit nur noch von der Höhe der Zählfrequenz bestimmt und beträgt 360" Ii wenn t= = das ganzzahlige Verhältnis von Zählfrequenz zur Abtastfrequenz f ist. Die Voraussetzung der phasenstarren Zuordnung, d. h. t exakt ganzzahlig, ist bei Ableitung von f aus ff durch Frequenzteilung mit binären Zählketten exakt zu erfüllen.It is thus only determined by the level of the counting frequency and is 360 "Ii if t = = the integer ratio of the counting frequency to the sampling frequency f is. The requirement of phase-locked assignment, i.e. H. t is an exact integer, is exact if f is derived from ff by frequency division with binary counting chains to meet.

Zur besseren Ausnützung der durch die Erfindung gebotenen Vorteile der Fehlerkompensation, die ohnehin Einrichtungen zur Mittelwertsbildung voraussetzt, ist erfindungsgemäß außerdem vorgesehen, bei digitaler Phasenmessung nicht Einzelmessungen zu registrieren, sondern bei Rechts- und Linksrotation über in je 2 Einzelmessungen zu mitteln. Vor Beginn dieser Einzelmessungen ist bei R und L je ein Einschwingintervall einzuschalten, da die Umkehrung der Rotationsrichtung Einschwingvorgänge zur Folge hat (deren Dauer von der kleinsten vorkommenden Bandbreite im Signal- und Bezugskanal abhängt), die vor Beginn der Messungen abgeklungen sein müssen. To better utilize the advantages offered by the invention the error compensation, which in any case requires facilities for averaging, is also provided according to the invention, not individual measurements in the case of digital phase measurement to register, but with right and left rotation in 2 individual measurements each to average. Before the start of these individual measurements, there is a settling interval each for R and L. to be switched on, since the reversal of the direction of rotation results in transients (the duration of which depends on the smallest occurring bandwidth in the signal and reference channel depends on), which must have subsided before the start of the measurements.

Die Mittelwertsbildung über insgesamt m Einzelmessungen bringt eine erhebliche Beruhigung der Peilanzeige und eine Verringerung der Fehler auf den fachen Wert. Die Mittelung ist bei digitalen Phasenmeßverfahren besonders einfach durch Summam tion über je 2 Einzelmessungen bei R und L. Die Gesamtsumme gibt die gemittelte Peilanzeige a 360 tm mit einer absoluten Genauigkeit von 360" 1 tFm Durch die geeignete Wahl von t und m kann man eine direkte Ablesung in Graden erreichen. Die Bedingung hierfür ist t m = 360 10K wobei K = 1, 2,... eine ganze positive Zahl ist und die Zahl der Stellen hinter dem Komma angibt. The averaging over a total of m individual measurements brings one considerable reassurance of the bearing display and a reduction in errors by a factor of two Value. Averaging is particularly easy with digital phase measurement methods Summation of 2 individual measurements each for R and L. The total gives the averaged Bearing indicator a 360 tm with an absolute accuracy of 360 "1 tFm By the appropriate You can choose t and m get a direct reading in degrees. The condition for this t m = 360 10K where K = 1, 2, ... is a whole positive number and the Indicates the number of digits after the decimal point.

So erhält man z. B. bei t = 7200 und m = 50 die Peilanzeige 1,000 -. 1,000 A 0,007° wobei die letzte Stelle wegen des Fehlers von i 0,007° nur noch zum Auf- und Abrunden verwendet werden darf. So you get z. B. at t = 7200 and m = 50 the bearing display 1.000 -. 1,000 A 0.007 ° with the last digit only due to the error of i 0.007 ° may be used for rounding up and down.

Zur stetigen Mittelung im Unstetigkeitsbereich um 3600 bzw. 0° bei digitaler Phasenmessung durch Impulszählung sind verschiedene Verfahren bekanntgeworden [z. B. Elektronische Rundschau, Nr. 5(1963) S. 231 bis 234]. For continuous averaging in the discontinuity range around 3600 or 0 ° Various methods have become known for digital phase measurement by pulse counting [e.g. B. Electronic Rundschau, No. 5 (1963) pp. 231 to 234].

Die Umkehrung der Rotationsrichtung läßt sich bei elektronischer Abtastung mit geringem Mehraufwand durchführen. Erfolgt die Erzeugung der Schaltimpulse in bekannter Weise mit zwei binären Zählketten, an die über Trennverstärker je eine Diodenmatrix angeschlossen ist [Zeitschrift für Flugwissenschaften Bd. 10 (1962), S. 191 bis 202], so kann durch Vertauschen des linken und rechten Ausgangs jedes Flip-Flops der Zählketten die Abtastrichtung umgekehrt werden. Dies kann mechanisch mit Relais-Umschaltekontakten oder mit elektronischen Mitteln geschehen. Beispielsweise kann eine zweite Gruppe von Trennverstärkern derart angeschlossen werden, daß zu je 2 Trennverstärkern, die zu einem Flip-Flop gehören, 2 weitere mit überkreuzten Eingängen und parallelgeschalteten Ausgängen geschaltet werden, wobei zur Vertauschung der beiden Flip-Flop-Ausgänge immer nur eine Gruppe von Trennverstärkern abwechselnd wirksam wird, indem beispielsweise ihre gemeinsame Kollektorspannung angeschaltet wird. The reversal of the direction of rotation can be done with electronic Carry out scanning with little additional effort. If the switching impulses are generated in a known way with two binary counting chains to which one each via isolating amplifiers Diode matrix is connected [Zeitschrift für Flugwissenschaften Vol. 10 (1962), P. 191 to 202], by swapping the left and right outputs each The scanning direction can be reversed by flip-flops of the counting chains. This can be mechanical done with relay changeover contacts or by electronic means. For example a second group of isolation amplifiers can be connected in such a way that to 2 isolation amplifiers each belonging to a flip-flop, 2 more crossed over Inputs and parallel-connected outputs can be switched, with the interchangeability of the two flip-flop outputs only one group of isolating amplifiers alternating becomes effective, for example, by switching on their common collector voltage will.

Wie aus den bisherigen Ausführungen hervorgeht, bringt die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei Großbasisanlagen mit elektronischer Abtastung und digitaler Phasenmessung besondere Vorteile, da auf diese Weise der Bau von Präzisionspeilern mit bisher nicht erreichbarer Genauigkeit bei nur geringem Mehraufwand möglich ist. As can be seen from the previous statements, the application brings of the method according to the invention in large-scale base systems with electronic scanning and digital phase measurement have particular advantages, as this enables the construction of precision direction finders is possible with previously unattainable accuracy with only little additional effort.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf Anlagen mit mechanisch rotierendem Kommutator ist grundsätzlich möglich, wenn ein Doppelkommutator verwendet wird, dessen beide Ausgänge zum Wechsel der Abtastrichtung abwechselnd an den Empfängereingang geschaltet werden, wobei beispielsweise ein Stator gegensinnig zum anderen an die Antenne angeschlossen ist. Wie schon erwähnt, ist jedoch wegen der Schwierigkeiten, über einen breiteren HF-Bereich eine exakte Symmetrie und gleiche Anpassungsverhältnisse zu erzielen, die Verwendung derartiger Abtasteinrichtungen weniger vorteilhaft, wenn eine hohe Genauigkeit gefordert wird. The application of the method according to the invention to systems with mechanical rotating commutator is basically possible if a double commutator is used whose two outputs to change the scanning direction alternately to the receiver input are switched, for example, a stator in opposite directions to the other to the Antenna is connected. As already mentioned, however, because of the difficulties Exact symmetry and equal matching ratios over a broader HF range to achieve the use of such scanning devices less advantageous, when high accuracy is required.

Eine Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist auch auf Anlagen mit Analog-Phasenmessung mit relativ geringem Mehraufwand möglich. An application of the method according to the invention is also to plants with analog phase measurement possible with relatively little additional effort.

Fig. 3 zeigt eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem Großbasis-Dopplerpeiler mit elektronischer Abtastung und Analog-Phasenmessung. Fig. 3 shows an arrangement for carrying out the invention Procedure for a large-base Doppler direction finder with electronic scanning and analog phase measurement.

Die Abtastung der n Dipole (Dl, D2, ... Dn-lsDn) soll in bekannter Weise paarweise überlappt erfolgen [Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 168 982 und »Zeitschrift für Flugwissenschaften«, Bd. 10 (1962) S. 191 bis 202]. Der Generator mit der Frequenz nf steuert die Steuereinrichtung SA, welche die Steuerimpulse für die Abtasteinrichtung A in folgender Reihenfolge liefert 1,3 . . . . . . . n-1 2,4 ................ n#für Rechtsrotation (R und n ................ .4,2 n-1 .............. 3,1 Die Umkehrung der Abtastreihenfolge wird, wie schon erwähnt, durch mechanisches oder elektronisches Umtasten der beiden Ausgänge aller Flip-Flops in der Steuereinrichtung SA bewirkt. Sie wird in F i g. 4 noch ausführlicher dargestellt. Am Ausgang der AbtasteinrichtungA erscheint die durch die simulierte Antennenrotation frequenzmodulierte Hochfrequenzspannung, aus der mit dem FM-Empfänger FME nach Demodulation die Signalspannung gewonnen wird, die noch im Filter von Oberwellen befreit wird.The scanning of the n dipoles (Dl, D2, ... Dn-lsDn) should be done in a known manner, overlapping in pairs [Deutsche Auslegeschrift No. 1 168 982 and "Zeitschrift für Flugwissenschaften", Vol. 10 (1962) pp. 191 to 202 ]. The generator with the frequency nf controls the control device SA, which supplies the control pulses for the scanning device A in the following sequence 1.3. . . . . . . n-1 2,4 ................ n # for right rotation (R and n ................ .4,2 n-1 .............. 3.1 As already mentioned, the reversal of the scanning sequence is brought about by mechanical or electronic keying of the two outputs of all flip-flops in the control device SA. It is shown in FIG. 4 shown in more detail. The high-frequency voltage, frequency-modulated by the simulated antenna rotation, appears at the output of the scanning device A, from which the signal voltage is obtained with the FM receiver FME after demodulation, which is freed from harmonics in the filter.

Die Bezugsspannung wird von der SteuereinrichtungSa in Form von Rechteckimpulsen geliefert, deren Grundwelle ebenfalls durch ein Filtert gewonnen wird.The reference voltage is supplied by the control device Sa in the form of square-wave pulses supplied, whose fundamental wave is also obtained through a filter.

Diese beiden sinusförmigen Spannungen mit der Abtastfrequenz f und den Phasenwinkeln #Sig und (pBez werden über den Umschalterss und SL zur Kanalumtastung an den PhasenmesserPHM gelegt. Das Relais S, das über einen Frequenzteiler m: 1 und einen weiteren Flip-Flop FF von der Bezugsspannung gesteuert wird, so daß es je m Perioden in Ruhestellung und je m Perioden in Arbeitsstellung steht, bewirkt mit den Kontaktensr und SL die Umkehrung der Abtastreihenfolge, die 180 0-Phasendrehung der Bezugsspannung und die Umtastung von Bezugs- und Signalkanal am Eingang des Phasenmessers. Mit dem Phasenschieber (Po werden Unterschiede der Peilanzeige bei Rechts- und Linksrotation zum Verschwinden gebracht, und somit wird der gesamte Laufzeitfehler kompensiert.These two sinusoidal voltages with the sampling frequency f and the phase angles #Sig and (pBez become channel shift keying via the switch s and SL connected to the phase meter PHM. The relay S, which has a frequency divider m: 1 and another flip-flop FF is controlled by the reference voltage so that it each m periods in the rest position and each m periods in the working position, causes with the contacts sr and SL the reversal of the scanning sequence, the 180 0 phase rotation the reference voltage and the keying of the reference and signal channel at the input of the Phase meter. With the phase shifter (Po there are differences in the bearing display at Right and left rotation made to disappear, and thus the entire Runtime errors compensated.

Zur automatischen Mittelung können bekannte Methoden der Analogwertspeicherung angewendet werden. Wie schon erwähnt wurde, ist aber wegen der größeren Fehler der Analog-Phasenmesser die erreichbare Genauigkeit der gesamten Peilanlage begrenzt. Known methods of analog value storage can be used for automatic averaging be applied. As already mentioned, the Analog phase meter limits the achievable accuracy of the entire DF system.

F i g. 4 zeigt eine besonders vorteilhafte Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem Doppler-Großbasispeiler mit elektronischer Abtastung und digitaler Phasenmessung. Ein Generator mit der Frequenz ff = t f steuert über einen ImpulsformerlF den Impulszähler IZ und außerdem über den Frequenzteiler t: n mit der Frequenz nf die SteuereinrichtungSA. Diese liefert in gleicher Weise wie in F i g. 3 die Steuerimpulse für die Abtasteinrichtung A. F i g. 4 shows a particularly advantageous application of the invention Procedure for a large Doppler base direction finder with electronic and digital scanning Phase measurement. A generator with the frequency ff = t f controls a pulse shaper IF the pulse counter IZ and also via the frequency divider t: n with the frequency nf the control deviceSA. This delivers in the same way as in FIG. 3 the control impulses for the scanning device A.

Die Umkehrung der Abtastreihenfolge durch Umtasten der Flip-Flop-Ausgänge wird hier noch etwas ausführlicher dargestellt.The reversal of the scanning sequence by keying the flip-flop outputs is shown here in more detail.

Die Umtastung der Ausgänge aller Flip-Flops in den ZählkettenZI und ZII, sowie eines Vor-Flip-Flops VFF, der die zeitliche Überlappung der Abtastimpulse bewirkt, kann mit Relais-Umschaltekontakten oder elektronisch bewirkt werden. Das Relais S, das die Umtastung von Bezugs- und Signalkanal bewirkt, steuert also bei der praktischen Verwirklichung noch weitere, in F i g. 4 nicht dargestellte Relais oder zwei Gruppen der bereits erwähnten Trennverstärker zur elektronischen Umtastung der Flip-Flop-Ausgänge. The keying of the outputs of all flip-flops in the counting chains ZI and ZII, as well as a pre-flip-flop VFF, which the temporal overlap of the sampling pulses can be effected with relay changeover contacts or electronically. That Relay S, which causes the reference and signal channels to be keyed, thus contributes the practical realization still further, in F i g. 4 relays, not shown or two groups of the aforementioned isolation amplifiers for electronic shift keying the flip-flop outputs.

Die Umtastung erfolgt zwischen den ZählkettenZI bzw. ZII und den zugehörigen Diodenmatrizen MI bzw. MII. Die Umtastung des VEF ist notwendig, damit bei Linksrotation (L) die Abtastreihenfolge mit n und nicht mit n-1 beginnt.The keying takes place between the counting chainsZI or ZII and the associated Diode matrices MI and MII. The keying of the VEF is necessary for left rotation (L) the scanning order starts with n and not with n-1.

Die Bezugsspannung wird aus dem letzten Flip-Flop der ZählketteZI gewonnen, so daß die Umtastung 0°/180° durch die Umtastung der Flip-Flop-Ausgänge bei RIL bewirkt wird, weshalb die in F i g. 3 zum besseren Verständnis eingezeichnete gesonderte Umschaltung nicht notwendig ist. The reference voltage is taken from the last flip-flop of the counting chain ZI won so that the keying 0 ° / 180 ° by the keying of the flip-flop outputs is effected at RIL, which is why the in F i g. 3 drawn for a better understanding separate switching is not necessary.

Die Signalspannung wird am Ausgang des FM-Empfängers FME gewonnen. The signal voltage is obtained at the output of the FM receiver FME.

Bei beiden Spannungen wird durch die Filter F die Grundwelle mit der Frequenz f und den Phasenwinkeln f Bez und (pssy ausgefiltert und Impulsformern IF zugeführt, die beispielsweise aus den positiven Nulldurchgängen die Signal- bzw. Bezugsimpulse ableiten. Die vom Relais S gesteuerten Umschalters und SL vertauschen die Funktionen von Bezugs- und Signalimpuls beim Wechsel von R nach L, so daß nach der Umtastung zweckmäßigerweise von Start- und Stopkanal gesprochen wird. Der Startkanal wird durch eine Torschaltung Tor entsprechend dem gewählten Meßprogramm geöffnet, das in den Matrizen im Steuerteil SM in digitaler Form gespeichert ist. Das Meßprogramm kann beispielsweise folgende Form haben, die sich praktisch gut bewährt hat: Inter- vall Code Meßprogramm 0 000 Einschwingen, Rest Links- 1 100 Zählen f rotation (L) 2 010 Einschwingen 3 110 Zählen 4 001 5 101 6 011 # Anzeige rotation (R) 7 111 Da zweckmäßigerweise nur jede 2. Periode der Meßfrequenz f = 1/T zum Zählen verwendet wird, beträgt die Dauer eines Intervalls mTSekunden, wenn über je m Perioden bei R und L gemittelt werden soll.For both voltages, the fundamental wave with the frequency f and the phase angles f Bez and (pssy is filtered out by the filter F and fed to pulse formers IF, which derive the signal or reference pulses, for example, from the positive zero crossings. The switch and SL controlled by the relay S interchange the functions of the reference and signal pulse when changing from R to L, so that after keying it is advisable to speak of start and stop channels The measurement program can, for example, have the following form, which has proven itself in practice: Inter- vall code measurement program 0 000 settling, remainder left 1 100 counting f rotation (L) 2 010 settling 3 110 counting 4 001 5 101 6 011 # display rotation (R) 7 111 Since only every 2nd period of the measuring frequency f = 1 / T is expediently used for counting, the duration of an interval is msecs if averaging is to be carried out for R and L over every m periods.

2 Ein Meßzyklus dauert demnach 8 mT Sekunden. Zum Beispiel bei m = 50 und f = 400 Hz wird 8mT = 1 Sekunde. Der Steuerteil SM besteht aus einem Frequenzteiler m: 1 und einer binären Zählkette 8: 1, die aus drei Flip-Flops aufgebaut ist, an deren Ausgängen entsprechend dem Meßprogramm codierte Matrizen liegen. Im gezeigten Beispiel liefert die Matrix M100000 den Umschalteimpuls für das Relais S bei Linksrotation (L), während die Ruhestellung die Rechtsrotation(R) bewirkt. Die Matrix M100 liefert 110 die Steuerimpulse für das Tor, so daß bei Links- und Rechtsrotation(L, M) je m Startimpulse an den Zähler gelangen. Der Resetimpuls für den Impulszähler IZ wird über ein Differenzierglied von der Matrix M100000 zu Beginn der Linksrotation abgeleitet. 2 A measuring cycle therefore lasts 8 mT seconds. For example at m = 50 and f = 400 Hz becomes 8mT = 1 second. The control part SM consists of a frequency divider m: 1 and a binary counting chain 8: 1, which is made up of three flip-flops the outputs of which are encoded matrices according to the measuring program. Im shown For example, the matrix M100000 supplies the switching impulse for the relay S with counterclockwise rotation (L), while the rest position causes the right rotation (R). The Matrix M100 delivers 110 the control impulses for the gate, so that with left and right rotation (L, M) each m start impulses reach the meter. The reset pulse for the pulse counter IZ is Derived via a differentiator from the matrix M100000 at the beginning of the left rotation.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf Eigenpeilsysteme soll noch am Beispiel des bekannten Doppler-VOR näher erläutert werden. Das Doppler-VOR hat gegenüber dem normalen VOR den Vorteil einer wesentlich größeren Peilgenauigkeit, da durch das Großbasis-FM-Verfahren Ausbreitungsstörungen nur in geringem Maße wirksam werden. The application of the method according to the invention to internal bearing systems should be explained in more detail using the example of the well-known Doppler VOR. The Doppler VOR has the advantage over the normal VOR of a much greater bearing accuracy, there due to the large-scale FM method, propagation disturbances are only slightly effective will.

Bekanntlich soll das Doppler-VOR mit dem normalen VOR kompatibel sein, d. h. daß die vorhandenen VOR-Empfänger an Bord ohne Änderungen verwendet werden können. Die hohe Genauigkeit, die durch das Großbasis-Verfahren theoretisch möglich wäre, kann aber in der Praxis infolge Fehler in der VOR-Bordanlage nicht annähernd erreicht werden.It is well known that the Doppler VOR should be compatible with the normal VOR, d. H. that the existing VOR receivers on board can be used without any changes can. The high level of accuracy that is theoretically possible with the large-scale method would, but cannot even come close in practice due to a fault in the VOR on-board system can be achieved.

Es sind daher schon verschiedene Modifikationen vorgeschlagen worden, die unter Verzicht auf eine vollständige Kompatibilität eine Verkleinerung dieser Fehler bewirken sollen.Various modifications have therefore already been proposed, renouncing full compatibility, a reduction in size of this Should cause errors.

Auch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf das Doppler-VOR bedeutet einen Verzicht auf die ohnehin nicht mehr vertretbare Forderung einer strengen Kompatibilität. Also the application of the method according to the invention to the Doppler VOR means a waiver of the already no longer justifiable requirement of a strict one Compatibility.

F i g. 5 zeigt eine Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei dem bekannten Navigationsverfahren Doppler-VO R. Auf der linken Hälfte (F i g. 5a) ist die Bodenstation schematisch dargestellt, wobei Einzelheiten der verschiedenen Modulationsverfahren nicht näher ausgeführt wurden, da sie für die Anwendung der Erfindung nicht wesentlich sind. Die Abtastung der Großbasisantenne kann im Prinzip nach dem in F i g. 3 und F i g. 4 gezeigten Schema erfolgen. Die Hochfrequenzspannung mit der Frequenz F0 wird im Modulator MH mit einem Hilfsträger fH moduliert und über die Abtasteinrichtung A in der von der Steuereinrichtung SA bestimmten Reihenfolge an die einzelnen Antennen Al, A2, ... F i g. 5 shows an arrangement for implementing the invention Procedure in the known navigation procedure Doppler-VO R. On the left half (F i g. 5a) the ground station is shown schematically, with details of various modulation methods have not been specified, as they are used for the Application of the invention are not essential. The scanning of the large base antenna can in principle according to the in FIG. 3 and F i g. 4 shown in the scheme. the High-frequency voltage with the frequency F0 is in the modulator MH with an auxiliary carrier fH modulated and via the scanning device A in the from the control device SA specific order to the individual antennas A1, A2, ...

An~,, An geschaltet. SA wird mit der Frequenz gesteuert. Durch die simulierte Antennenbewegung erscheinen die Trägerfrequenz Fo und die Seitenbänder F0 Lt fH mit der Abtastfrequenz f frequenzmoduliert. Die Phasenlage dieser FM ist richtungsabhängig und bildet in bezug auf die im Modulator MBez erzeugte AM, die mit der Antenne AO ungerichtet abgestrahlt wird und mit der Abtastbewegung phasensynchronisiert ist, das Peilkriterium. Bei Linksrotation (L) wird eine gegenüber der Rechtsrotation (R) komplementäre Signalmodulation erzeugt und die Phase der Bezugsmodulation um 180° gedreht. Zur synchronen Steuerung der Kanalumtastung auf der Empfängerseite dient die Steuerfrequenzfs, die der ungerichtet abgestrahlten HF-Schwingung im Falle L zusätzlich aufmoduliert wird.On ~ ,, switched on. SA is controlled by frequency. Through the simulated antenna movement, the carrier frequency Fo and the sidebands appear F0 Lt fH frequency-modulated with the sampling frequency f. The phasing of this FM is direction-dependent and forms with respect to the AM generated in the modulator MBez, the is emitted non-directionally with the antenna AO and phase-synchronized with the scanning movement is the bearing criterion. Left rotation (L) becomes one opposite to right rotation (R) generates complementary signal modulation and changes the phase of the reference modulation Rotated 180 °. For synchronous control of the channel shift keying on the receiver side serves the control frequency fs that of the omnidirectional radiated RF oscillation in the case L is additionally modulated.

Auf der rechten Hälfte (F i g. 5b) ist der VOR-Empfänger an Bord schematisch dargestellt. Er besteht aus einem AM-Empfänger AME, an dessen Ausgang über das Filter F die ungerichtete Bezugsspannung mit der Frequenz f und dem Phasenwinkel (pBez gewonnen wird. Über das Filter er erhält man den Hilfsträger fH mit der richtungsabhängigen Frequenzmodulation mit der Frequenz f. Durch anschließende Begrenzung (Bgr.) und FM-Demodulation (FM-Dem.) wird über das Filter F die Signalspannung mit der Frequenz f und dem Phasenwinkel (PStg gewonnen. The VOR receiver is on board on the right half (Fig. 5b) shown schematically. It consists of an AM receiver AME at its output The non-directional reference voltage with the frequency f and the phase angle via the filter F (pBez is obtained. Via the filter er one receives the subcarrier fH with the direction-dependent Frequency modulation with the frequency f. By subsequent limitation (Bgr.) And FM demodulation (FM demodulation) is the signal voltage with the frequency via the filter F f and the phase angle (PStg obtained.

Die Phasenmeß- und Anzeigeeinrichtung ist vereinfacht durch den Azimutwähler A W, den Phasendetektor PHD und den Phasenmesser PHM dargestellt. Bis hierher handelt es sich also um einen normalen VOR-Empfänger.The phase measuring and display device is simplified by the azimuth selector A W, the phase detector PHD and the phase meter PHM shown. Up to here acts so it is a normal VOR receiver.

Zusätzliche Einrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind nur die vom Relais S gesteuerten Umschaltekontakte SL, sR, der dritte Kanal mit Filters für die Steuerfrequenz fs und Demodulator, sowie der Phasenschieber (Po zur Kompensation der Peilschwankungen, die durch die Umtastung LIR entstehen. Damit sind auch alle Laufzeitfehler in Bezugs- und Signalkanal auf der Empfangs- und Senderseite kompensiert, einschließlich der Phasenfehler, die durch Modulationsstörungen: verursacht werden. Additional facilities for carrying out the invention Only the changeover contacts SL, sR, controlled by the relay S, are the third method Channel with filter for the control frequency fs and demodulator, as well as the phase shifter (Po to Compensation for bearing fluctuations caused by keying LIR. This means that all runtime errors in the reference and signal channel on the receive and transmitter side compensated, including the phase errors caused by modulation interference: caused.

Der verbleibende Fehler wird im wesentlichen durch die Genauigkeit der verwendeten Phasenmeßeinrichtung bestimmt, die bei Analog-Phasenmessern begrenzt ist. Die strenge Kompatibilität der Bordanlage für normales VOR kann auf einfache Weise durch Unterbrechung (U) des Steuerkanals (Frequenz fs) hergestellt werden, so daß das Relais S in Ruhestellung bleibt. The remaining error is essentially due to the accuracy determined by the phase measuring device used, which is limited in the case of analog phase meters is. The strict compatibility of the on-board system for normal VOR can be made simple Can be established by interrupting (U) the control channel (frequency fs), so that the relay S remains in the rest position.

Das hohe Auflösungsvermögen und die große Genauigkeit digitaler Phasenmeßverfahren ermöglichen es, die Vorteile der Erfindung noch besser auszunutzen. The high resolution and the high accuracy of digital phase measurement methods make it possible to utilize the advantages of the invention even better.

Die Genauigkeit des gesamten VOR-Systems, bestehend aus Bodenstation und Bordanlage, kann damit ohne Schwierigkeit auf den durch die Größe der Antennenbasis bestimmten theoretischen Wert gebracht werden.The accuracy of the entire VOR system, consisting of the ground station and on-board system, can thus be accessed without difficulty due to the size of the antenna base given theoretical value.

F i g. 6 zeigt eine Bordanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem Doppler-VOR-System mit elektronischer Antennenabtastung und digitaler Phasenmessung. Die Bodenstation kann wie die in F i g. 5 a beschriebene aufgebaut sein, wenn die Zählfrequenz fs in der Bordanlage erzeugt wird. F i g. 6 shows an on-board system for implementing the invention Method in a Doppler VOR system with electronic antenna scanning and digital phase measurement. The ground station can, like the one shown in FIG. 5 a described be constructed when the counting frequency fs is generated in the on-board system.

Verwendet man für den Steuergenerator mit der Frequenz nf in der Bodenstation einen Quarzoszillator, so erreicht man mit einem zweiten Quarzoszillator QO an Bord für die Zählfrequenz fr = tf die erforderliche Phasenstabilität in bezug auf die Meßfrequenz f bei geringstem Aufwand, wenn man eine Frequenzstabilität des Quarzoszillators von 10-4 und eine Phasenmeßgenauigkeit von :i0,1° voraussetzt. Eine exakt phasenstarre Übertragung der Zählfrequenz ft von der Bodenstation zur Bordanlage würde wesentlich mehr Aufwand erfordern, ohne daß eine Erhöhung der Meßgenauigkeit erreicht würde. Die schon früher erwähnte Bedingung tm = 360 10K gibt die Dimensionierungsvorschrift für t = ffi bei vorgegebener Anzahl der Perioden T= e der Meßfrequenz, über die gemittelt werden soll.Is used for the control generator with the frequency nf in the ground station a quartz oscillator, a second quartz oscillator can be used to achieve QO on board for the counting frequency fr = tf the required phase stability with respect to the Measuring frequency f with the least effort, if you want a frequency stability of the crystal oscillator of 10-4 and a phase measurement accuracy of: i0.1 °. An exactly phase-locked one Transmission of the counting frequency ft from the ground station to the on-board system would be essential require more effort without increasing the measurement accuracy. The previously mentioned condition tm = 360 10K gives the dimensioning rule for t = ffi with a given number of periods T = e of the measuring frequency over which should be averaged.

Der Empfangsteil der in F i g. 6 dargestellten Bordanlage entspricht bis auf die Phasenmeßeinrichtung der in Fig. 5b dargestellten Anlage. Die Phasenmeßeinrichtung entspricht im wesentlichen der in F i g. 4 gezeigten. Damit das in der Steuereinrichtung SM gespeicherte Meßprogramm synchron zur Abtastbeweguiig der Antenne verläuft, wird durch die Steuerspannung (Frequenz gs) nach Gleichrichtung der Start des Meßprogramms für L ausgelöst und das Relais S in Arbeitsstellung gebracht. Bei Rechtsrotation (R) fehlt die Steuerspannung, wodurch das Programm für R gestartet wird und das Relais S in die Ruhestellung zurückfällt. The receiving part of the in FIG. 6 corresponds to the on-board system shown except for the phase measuring device of the system shown in FIG. 5b. The phase measuring device corresponds essentially to that in FIG. 4 shown. So that in the control device SM stored measurement program runs synchronously with the scanning movement of the antenna by the control voltage (frequency gs) after rectification the start of the measuring program triggered for L and brought the relay S into working position. With right rotation (R) the control voltage is missing, whereby the program for R is started and that Relay S falls back into the rest position.

Damit innerhalb des gemäß der Erfindung ausgeführten Doppler-VOR-Systems gleichzeitig Bordanlagen mit Analog-Phasenmessung und solche mit digitaler Phasenmessung angewendet werden können müssen die Zeitintervalle für L und R gleich groß sein. Thus within the Doppler VOR system implemented according to the invention at the same time on-board systems with analog phase measurement and those with digital phase measurement can be used, the time intervals for L and R must be the same.

Die niedrige Rotationsfrequenz f = 30 Hz beim VOR ist historisch bedingt und wurde beim Doppler-VOR beibehalten, um eine Kompatibilität mit den vorhandenen Bordanlagen zu erhalten. Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet die Verwendung einer höheren Rotationsfrequenz, da es alle Laufzeitfehler exakt kompensiert. Es ergeben sich dann höhere Frequenzhübe und kürzere Meßzeiten. Aber auch bei f = 30 Hz ist das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft anwendbar, wie das folgende Meßprogramm zeigt: Intervall Meßprogramm 0 Anzeige (Fortsetzung) 1 Einschwingen, Reset F Linksrotation(L) 2 Zählen 3 Einschwingen 4 Zählen Rechtsrotation (R) 5 Anzeige Bei einer Intervalldauer von fünf Perioden der Rotationsfrequenz f dauert ein Meßzyklus nur 1 Sekunde.The low rotation frequency f = 30 Hz in the VOR is historical and was retained in the Doppler VOR in order to maintain compatibility with the existing on-board systems. The method according to the invention allows the use of a higher rotation frequency, since it compensates all run-time errors exactly. This then results in higher frequency swings and shorter measuring times. However, the method according to the invention can also be used advantageously at f = 30 Hz, as the following measurement program shows: Interval measuring program 0 display (continued) 1 oscillation, reset F left rotation (L) 2 counting 3 settling 4 Counting right rotation (R) 5 display With an interval duration of five periods of the rotation frequency f, a measuring cycle lasts only 1 second.

Für t = 3600 und m = 10 ist dann die Anzeige bei 360°: 360,00° i 0,03° Maßnahmen zur stetigen Mittelung im Unstetigkeitsbereich um 360" sind bekannt und können mittels geeigneter Schaltungen im Impulszähler IZ realisiert werden. Auch bei der in F i g. 6 dargestellten Bordanlage kann die strenge Kompatibilität mit dem normalen VOR durch Unterbrechung (U) des Steuerkanals (Frequenz gs) auf einfache Weise erreicht werden. For t = 3600 and m = 10 the display at 360 ° is then: 360.00 ° i 0.03 ° Measures for continuous averaging in the discontinuity range around 360 "are known and can be implemented by means of suitable circuits in the pulse counter IZ. Even with the in F i g. 6 illustrated on-board system can have the strict compatibility with the normal VOR by interruption (U) of the control channel (frequency gs) easy way to be achieved.

Claims

Claims: 1. Method for compensating runtime errors for radio direction finder systems with rotating AM or FM characteristics, therefore not applicable e i c h n e t that in each case of two bearing values, one of which with clockwise rotation and the other is obtained when the antenna characteristic is rotated to the left, the Averaging is formed, taking place simultaneously with the reversal of the direction of rotation the functions of the reference and signal channel through channel shift keying at the input of the phase measuring device be swapped.

2. The method according to claim 1, characterized in that the reversal the direction of rotation with electronic antenna scanning, in which the switching pulses in a known way with one or more binary counting chains, each connected to a diode matrix is connected, are generated in that the two outputs each The counting chains flip-flops are swapped by mechanical or electronic means will.

3. Arrangement for performing the method according to claim 2, characterized characterized in that there is a group of isolating amplifiers between counting chains and diode matrices a second group of isolation amplifiers connected in this way is that for every two isolation amplifiers that belong to a flip-flop, two more be switched with crossed inputs and parallel outputs, whereby only one group of isolating amplifiers takes effect alternately by preferably their common supply voltage is switched on.

4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that for radio direction finder systems with digital phase measurement, the channel keying behind the pulse shaping stages he follows.

5. The method according to any one of claims 1, 2 and 4, characterized in that that with clockwise and anticlockwise rotation averaged over 2 individual measurements by summation will.

6. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that that the number of individual measurements and the ratio t of the counting frequency to the measuring frequency satisfies the condition tm = 36010K, where K 1, 2,. . . is a positive integer and the measuring frequency f is derived from the counting frequency fi by frequency division.

7. Arrangement for performing the method according to one of the claims 4 to 6, characterized in that the measuring program in matrices in digital form is saved, with one each between the measurements for left and right rotation Settling interval is switched on.

8. Application of the method according to claim 1 with radio direction finder systems Analog phase measurement, characterized in that to compensate for the transit time error a phase shifter is used in the reference or signal channel before channel shift keying lies.

9. Application of the method according to any one of claims 1 to 8 on Large base direction finder, especially Doppler direction finder.

10. Application of the method according to one of claims 1 to 8, characterized characterized that in Eigenpeilsystemen, especially Doppler VOR systems from Radio beacon on the ground sends a control signal for channel shift keying on board for which a corresponding channel within the receiver bandwidth in the on-board reception system is provided.