DE2432905B2

DE2432905B2 - Single-channel direction finder

Info

Publication number: DE2432905B2
Application number: DE19742432905
Authority: DE
Inventors: Hanno Dipl.-Ing. 5650 Solingen Blackert; Maximilian Dr. 2409 Sierksdorf Waechtler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-07-09
Filing date: 1974-07-09
Publication date: 1979-04-19
Also published as: DE2432905A1; DE2432905C3

Description

Die Erfindung betrifft einen Einkanal-Peilempfänger zur Ermittlung von Peilrichtung und Peilgüte mit sequentieller Abtastung der Hilfsantennenspannung und der den beiden gekreuzten Richtantennensystemen entnommenen Peilantennenspannungen. Ihr Wesen besteht darin, daß in der Peilapparatur ein einziger Empfangskanal vorhanden ist, der im Zeitmultiplexverfahren ausgenutzt wird, so daß die Peilanzeige mit der Informationsgüte eines Doppel- bzw. Dreikanal-Peilempfängers erhalten wird.The invention relates to a single-channel DF receiver for determining bearing direction and bearing quality sequential sampling of the auxiliary antenna voltage and the two crossed directional antenna systems DF antenna voltages taken. Its essence consists in the fact that there is only one in the direction finder Receiving channel is available, which is used in the time division multiplex, so that the bearing display with the information quality of a double or three-channel DF receiver is obtained.

Einkanal-Peilempfänger sind an sich schon lange bekannt und stellen in Verbindung mit drehbaren Antennen oder Radiogoniometern die älteste Form elektrischer Peilempfangssysteme dar. Sie erlauben jedoch nur eine eindimensionale Anzeige, beispielsweise die Feststellung eines Empfangsminimums oder die Einstellung eines unveränderlichen Zeigers über einer Skala. Um eine schnellere Peilung und auch eine sinnfällige Anzeige der Peilqualität zu erhalten, wurden später die Doppelkanal-Sichtfunkpeilgeräte entwickelt,Single-channel direction finders have been known per se for a long time and are used in conjunction with rotatable ones Antennas or radio goniometers represent the oldest form of electrical DF receiving systems. They allow but only a one-dimensional display, for example the determination of a minimum reception or the Setting a constant pointer over a scale. To get a faster bearing and also one To obtain a clear display of the DF quality, the double-channel visual radio direction finder devices were later developed,

ίο die für jedes der gekreuzten Antennensysteme einen eigenen Empfangskanal besitzen und die die unverzügliche Anzeige der beiden Peilspannungen nach Betrag und Phase, beispielsweise auf dem Schirm einer Braunschen Röhre, ermöglichen.ίο the one for each of the crossed antenna systems have their own receiving channel and the immediate display of the two DF voltages Allow amount and phase, for example on the screen of a Braun tube.

Die weitere Entwicklung führte zu den Dreikanal-Sichtfunkpeilgeräten, die eine automatisch seitenrichtige Peilanzeige ermöglichen, indem ein dritter Kanal für die Spannung der Hilfsantenne vorgesehen wird.The further development led to the three-channel visual radio direction finder, which enable an automatic laterally correct bearing display by providing a third channel for the voltage of the auxiliary antenna will.

Dreikanal-Empfänger sind natürlich ziemlich aufwendig und verlangen eine umfangreiche Eichungs- und Regelungsautomatik, da die Kanalverstärkungen nach Betrag und Phase gegenseitig konstant gehalten werden müssen.Three-channel receivers are of course quite complex and require extensive automatic calibration and control, since the channel amplifications must be mutually constant in terms of amount and phase.

Verständlicherweise suchte man schon bald für kleinere Peilanlagen, beispielsweise Schiffsstationen, nach einer Kombination des einfachen Einkanal-Empfängers mit einer zweidimensionalen Anzeige und versuchte, dies durch Umschaltung der Peilantennen vor und des Anzeigesystems nach dem Empfänger zu erreichen, wobei die Speicherung der Peilspannungen über /?C-Glieder in Gleichspannungsform erfolgte. In dieser Weise ging jedoch die Phasenbeziehung der beiden Peilspannungen verloren, und man konnte bestenfalls einen Peilstrich auf der Braunschen Röhre erhalten.Understandably, people soon started looking for smaller direction finding systems, for example ship stations, according to a combination of the simple single-channel receiver with a two-dimensional display and tried to do this by switching the DF antennas before and the display system after To reach the receiver, the storage of the bearing voltages via /? C elements in DC voltage form. In this way, however, went the The phase relationship between the two bearing voltages was lost, and at best you could see a bearing mark on the Braun tube preserved.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde mit Hilfe eines Einkanal-Empfängers nicht nur die Scheitelwerte der Peilspannungen, sondern auch deren Phasendifferenz zu ermitteln und zu speichern, so daß in analoger oder digitaler Form eine Darstellung von Peilwert und -gute erfolgen kann.The invention is based not only on the peak values with the aid of a single-channel receiver the DF voltages, but also to determine and store their phase difference, so that in analog or in digital form a representation of bearing value and good can be done.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Einkanal-Peilempfänger der eingangs genannten Art dadurch, daß in der ersten Schaltphase die von der Hilfsantenne herrührende und dem Empfangskanal mit der Frequenz F₂ entnommene HF-Spannung einem gleichfalls mit der Frequenz F₂ freischwingenden Oszillator zugeführt wird und daß dieser Oszillator mit der aus dem Emfpangskanal kommenden Spannung synchronisiert wird, daß weiterhin der freischwingende und synchronisierte Oszillator in den Schaltphasen zwei und drei als Bezugsgenerator für die peiltechnische Analyse der von den gekreuzten Richtantennensystemen gelieferten und durch den Empfangskanal verstärkten und umgesetzten Peilspannungen xundydient, und daß die peiltechnische Analyse in einer Bestimmung der Scheitelwerte A"und V in einem Scheitelwertmesser und der Phasendifferenzen φχ und tpy besteht, die nach einer Analog-Digital wandlung gespeichert und einem programmierten Rechner zugeführt werden, der die Peilwerte nach Azimut λ und Aufspaltung b/a ermittelt.This object is achieved with a single-directional receiver of the type mentioned in that said originating from the auxiliary antenna and withdrawn from the reception channel having the frequency F ₂ HF voltage a is also supplied with the frequency F ₂ free-running oscillator in the first switching phase, and in that this oscillator is synchronized with the voltage coming from the receiving channel, that the free-running and synchronized oscillator continues to act as a reference generator in switching phases two and three for the bearing analysis of the bearing voltages supplied by the crossed directional antenna systems and amplified and converted by the receiving channel, and that the bearing analysis consists in a determination of the peak values A "and V in a peak value meter and the phase differences φχ and tpy , which are stored after an analog-digital conversion and fed to a programmed computer, which the bearing values according to azimuth λ and splitting b / a determined.

In den F i g. 1 und 2 wird die Erfindung blockschaltmäßig und schematisch dargestellt, und zwar stellt F i g. 1 den Erfindungsgegenstand beispielsweise für eine Ermittlung der vier Peilparameter in Polarkoordinatenform dar. F i g. 2 zeigt in einer Tabelle die von den vier Schaltern der F i g. 1 in jeden der drei SchalttakteIn the F i g. 1 and 2, the invention is shown as a block diagram and schematically, namely represents F i g. 1 the subject matter of the invention, for example, for determining the four bearing parameters in polar coordinate form Fig. F i g. FIG. 2 shows in a table the from the four switches of FIG. 1 in each of the three switching cycles

herzustellenden Verbindungen an.connections to be made.

Die Peilantenne 1, die aus den gekreuzten Richtantennen CD=X, AB&y und der Hilfsantenne HA =ζ besteht, wird über den Schalter 2 mit dem Empfänger 3 verbunden. Der Ausgang des Empfängers, der die Zwischenfrequenz F₂ führt, wird m Schaltphase I mit dem Oszillator 6 verbunden, der ebenfalls mit einer Frequenz F_z schwingt und während der Durchschaltung in an sich bekannter Weise von der Ausgangsspariung des Empfängers synchronisiert wird. ι οThe DF antenna 1, which consists of the crossed directional antennas CD = X, AB & y and the auxiliary antenna HA = ζ , is connected to the receiver 3 via the switch 2. The output of the receiver, which carries the intermediate frequency F ₂ , is connected in the switching phase I to the oscillator 6, which also oscillates at a frequency F _z and is synchronized by the output paring of the receiver in a known manner during switching. ι ο

Während der Schaltphasen II und III ist der Empfängerausgang mit den Geräten 7 und 8 verbunden, von denen 8 einen Scheitelwertmesser mit nachgeschaltetem Analog-DigitfJwandler 9 darstellt Das Gerät 7, das außerdem noch mit dem Oszillator 6 verbunden ist, stellt einen Phasendifferenzmesser dar, in dem nacheinander die Phasendifferenzen der Peilspannungen χ und y gegenüber der HA-Spannung ζ bestimmt werden. Auch diese Phasenwerte werden digitalisiert 9' und über den Schalter 10 in die Spejcher 12 u.id 13 eingeschrieben. Die Scheitelwerte X und X werden über den Schalter 11 in die Speicher 14 und 15 eingeschrieben.During switching phases II and III, the receiver output is connected to devices 7 and 8, of which 8 represents a peak value meter with a downstream analog-digit converter 9 the phase differences between the DF voltages χ and y compared to the HA voltage ζ are determined one after the other. These phase values are also digitized 9 'and written into memories 12 and 13 via switch 10. The peak values X and X are written into the memories 14 and 15 via the switch 11.

Bei den Schaltern handelt es sich selbstverständlich nicht um mechanische, sondern um elektronische Bauteile, die von dem Steuergerät 4 betätigt werden. Die herzustellenden Verbindungen sind in F i g. 2 tabelliert. Die Schaltfrequenz muß in Zusammenhang mit den sehr schmalen Filtern des ^Ausgangs desThe switches are of course not mechanical, but electronic Components that are actuated by the control unit 4. The connections to be made are shown in FIG. 2 tabulated. The switching frequency must in connection with the very narrow filters of the ^ output of the

Peilkanals festgelegt werden und beträgt etwa tq , wenn mit B die Bandbreite der Zwischenfrequenz bezeichnet wird. Da drei Schalttakte benötigt werden, ergeben sich kleinste Peilerfassungszeiten von ~ , alsoBearing channel can be set and amounts to about tq when B denotes the bandwidth of the intermediate frequency. Since three switching cycles are required, the smallest DF acquisition times are ~ , that is

Werte, die beispielsweise auch für Telegrafieerfassung ausreichend sind.Values that are also sufficient for telegraphy recording, for example.

Die in den Einheiten 12 ... 15 gespeicherten Daten werden einer Recheneinheit 16 zugeführt und dort verarbeiteLThe data stored in the units 12 ... 15 are fed to a computing unit 16 and there process

So wird beispielsweise nach Ermittlung der Hüfsgrößen For example, after determining the hip size

¹ = Iy - ¹ = Iy -

der Azimutwinkel mit folgender Gleichung bestimmt:the azimuth angle is determined using the following equation:

I 2 ucos II 2 ucos I

* = 2 ^arctg 1 __r2 ■ * = 2 ^arctg 1 _ _r 2 ■

\n ähnlicher Weise kann auch die Elliptizität der Peilung, d. h.das Achsenverhältnis - berechnet werden. \ n Similarly, the ellipticity of the bearing, i.e. the axis ratio, can be calculated.

In einer anderen Ausbildungsform der Erfindung kann in an sich bekannter Weise die Erfassung der Peildaten auch nach Real- und Imaginärtei! der Spannungen χ und y, bezogen auf die Spannung z. erfolgen.In another embodiment of the invention, in a manner known per se, the recording of the bearing data can also be based on real and imaginary! of the stresses χ and y, based on the stress z. take place.

Azimut und Aufspaltung können ziffernmäßig angezeigt oder auch nach einer Digital-Analog-Umwandlung zu einer (synthetischen) Schirmbildanzeige zusammengefaßt werden.Azimuth and splitting can be displayed numerically or after a digital-to-analog conversion combined into a (synthetic) screen display will.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Single-channel DF receiver for determining direction and bearing quality with sequential scanning of the auxiliary antenna voltage and the DF antenna voltages taken from the two crossed directional antenna systems, characterized in that in the first switching phase the from the auxiliary antenna (HA) and the receiving channel (3) with the frequency F ₂ taken HF voltage is also _{fed to a free-running oscillator (6) with frequency F 2} and that this oscillator is synchronized with the voltage coming from the receiving channel, that the free-running and synchronized oscillator (6) continues in switching phases two and three as a reference generator for the DF analysis of the DF voltages χ and y supplied by the crossed directional antenna systems AB, CD and amplified and converted by the receiving channel (3), and that the DF analysis in a determination of the peak values X and Ym a peak value meter (8) and the phase difference enzen φ * and cpy , which after an analog-digital conversion (in 9 and 9 ') are stored (in \ 2 ... 15) and fed to a programmed computer (16) which reads the bearing values according to azimuth «and splitting b / a determined.

2. Single-channel DF receiver for determining bearing direction and DF quality according to claim 1, characterized in that characterized in that the technical direction analysis in a known manner in a determination of the real and imaginary parts of the bearing voltages with respect to the voltage of the oscillator (6) and that these components sequentially to an analog-to-digital converter, memories switched in the clock and be fed to a programmed computer.

3. Single-channel DF receiver for determining bearing direction and DF quality according to claim 1 or 2, characterized in that all switching pulses in a logically programmed form one central clock (4) can be taken, the clock frequency is chosen so that a safe Swinging of the bearing channel (3) is made possible.

4. Single-channel DF receiver for determining bearing direction and DF quality according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the display of bearing azimuth λ and bearing quality b / a in partially known Type numerically or after a digital-to-analog reconversion takes place on the screen of a Braun tube in the form of a synthetic bearing ellipse.