DE1237186B - Verfahren zur Ermittlung der Einfallsrichtung einer Welle mit Hilfe eines Grossaperturpeilers - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

GOIs

Deutsche Kl.: 21 a4 - 48/01

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

T15298IXd/21a4
21. Juni 1958
23. März 1967

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Einfallsrichtung einer Welle mit Hilfe eines Großaperturpeilers, bei dem mehrere auf einem Kreis angeordnete Antennen zyklisch und η-mal pro Sekunde (n = beliebige Zahl) an einen Empfänger angeschaltet werden, wodurch die dem Empfänger zugeführte Spannung phasenmoduliert ist.

Großaperturanlagen haben zwar den Nachteil, daß sie relativ aufwendig sind, jedoch andererseits den großen Vorteil, daß sie auch bei Auftreten eines Interferenzfeldes, das infolge Reflexionen häufig vorhanden ist, noch eine genaue Peilanzeige ermöglichen. Daher wird bei verschiedenen Anwendungsfällen immer wieder auf derartige Großaperturpeiler zurückgegriffen.

Es sind bereits mehrere Ausführungen von Großaperturpeilern bekannt. Die eine Ausführungsart ist die im Krieg entwickelte und unter dem Decknamen »Wullenweber« bekanntgewordene Anlage (Tele-Tech & Electronic Industries, September 1955, S. 61/ 62 und 105 bis 108). Bei dieser Anordnung sind sehr viele Antennen auf einem Kreis angeordnet. Mehrere benachbart aufgestellte Antennen werden gleichzeitig über phasendrehende Glieder an den Empfänger angeschaltet. Hierdurch erhält man eine umlaufende Richtcharakteristik. Der Aufwand dieser Anlage ist wegen der vielen Antennen bekanntlich sehr groß.

Es ist ein weiterer Großaperturpeiler im Einsatz, der unter dem Namen »Doppelpeiler« bekannt ist (»Funkschau«, 1959, H. 19, S. 461 bis 463). Bei dieser Anlage werden alle auf einen Kreis angeordneten Antennen nacheinander an den Empfänger angeschaltet. Jede der an den einzelnen Antennen abgegriffenen Spannungen ist gegenüber den anderen Antennenspannungen phasenverschoben. In Abhängigkeit von der Zeit ergibt sich somit für die Phase der dem Empfänger zugeführten Spannung eine treppenförmige Kurve, deren Grundwelle mit Hilfe eines Phasendiskriminators in eine Spannungswelle umgewandelt wird. Dieser Spannungsverlauf wird dann ins Verhältnis mit einer durch einen Normalgenerator erzeugten Sinusspannung gesetzt. Diese Sinusspannung ist so bemessen, daß sie z. B. immer gerade bei Anschaltung der in der Nordrichtung angeordneten Antenne bei Null beginnt. Die Phasendifferenz der beiden Sinusspannungen wird. schließlich zur Peilanzeige ausgenutzt.

Aus der USA.-Patentschrift2425 387 ist außerdem eine Anlage bekannt, bei der sich eine erste als Reflektor wirkende Antenne η-mal pro Sekunde um eine im Zentrum des Kreises, auf deren Umfang sich die erste Antenne bewegt, aufgestellte zweite An-Verfahren zur Ermittlung der Einfallsrichtung
einer Welle mit Hilfe eines Großaperturpeilers

Anmelder:
Telefunken

Patentverwertungsgesellschaft m. b. H.,
Ulm/Donau, Elisabethenstr. 3

Als Erfinder benannt:
Karl Baur, Ulm/Donau

tenne bewegt. Bei dieser Anlage wird die Ausgangsspannung der zweiten Antenne gleichgerichtet. In der gleichgerichteten Spannung ist eine Komponente enthalten, deren Frequenz f = n ist und deren Phasenlage gegenüber der Phasenlage einer Bezugsspannung von der Einfallsrichtung abhängt. Die Bezugsspannung mit der Frequenz / = η wird nun bei dieser bekannten Anlage mit Hilfe eines Phasendrehgliedes so lange in der Phase gedreht, bis eine bestimmte Konstellation der beiden zu vergleichenden Phasen zueinander erreicht ist. Aus der Stellung des Phasendrehgliedes ergibt sich dann die Einfallsrichtung. Diese bekannte Anlage arbeitet allerdings nur bei kleiner Apertur.

Die ersterwähnte bekannte Anordnung hat durch die gleichzeitige Anschaltung mehrerer Antennen in jedem Augenblick einen Gewinn, der der Anzahl der angeschalteten Antennen entspricht. Demgegenüber haben die beiden zuletzt beschriebenen Anordnungen immer nur den Gewinn 1, da ja bei ihnen immer nur eine Antenne an den Empfänger angeschaltet ist. Gegenüber der erstgenannten bekannten Anordnung ist aber wiederum der Dopplerpeiler weniger aufwendig.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zu schaffen, bei dem sich der Aufwand in erträglichen Grenzen hält, trotzdem aber ein Gewinn erzielt wird.

Das erfmdungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die hochfrequente phasenmodulierte Ausgangsspannung des Empfängers in der Phase mit Hilfe einer Hilfsspannung mit einer Frequenz / = η ein zweites Mal phasenmoduliert wird, daß die Phasenlage der Hilfsspannung mittels eines einstellbaren Phasendrehglieds so lange geändert wixd, bis sich auf einem an einem Integrator, dem

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Claims (3)

die zweimal phasenmodulierte Hochfrequenzspannung zugeführt wird, angeschalteten Anzeigegerät ein Maximum ergibt, und daß die Stellung des Phasendrehgliedes als Maß für den Einfallswinkel dient. An Hand der Fig. 1 der Zeichnung soll das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert werden. Auf einem Kreis sind acht Antennen 1 angeordnet. Diese sind mittels Leitungen 2 ins Kreisinnere geführt, wo eine Abtasteinrichtung 3 die einzelnen Antennen nacheinander an den Empfänger 4 anschaltet. In der Zeichnung ist die Abtasteinrichtung als mechanischer Schalter gezeichnet. Selbstverständlich kann jedoch die Abtasteinrichtung auch als elektronischer Schalter ausgeführt sein. Der Empfänger 4 ist ein Überlagerungsempfänger. Sein Ausgang ist an ein phasenbeeinflussendes Glied 5 angeschlossen. In diesem Glied wird die Phasenmodulation der Zwischenfrequenzspannung bei entsprechender Steuerung gerade ausgeglichen. Als Steuerelement ist ein Generator 6 und ein Phasenschieber 7 vorgesehen. Der Generator 6 steuert gleichzeitig auch die Umtasteinrichtung 3. Am Ausgang des phasenbeeinflussenden Gliedes 5 steht somit nach entsprechender Einstellung des Phasenschiebers 7 eine konstante Hochfrequenzspannung, die immer die gleiche Phase hat. Somit ist eine wirksame Aufsummierung der einzelnen Spannungen über einen Umlauf der Umtasteinrichtung 3 im Integrierglied 8 möglich. Die Ausgangsspannung des Integriergliedes 8 wird auf ein Anzeigeinstrument 9 gegeben. Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Durch die laufende Anschaltung der einzelnen Antennen 1 an den Empfänger 4 steht am Eingang des Empfängers eine phasenmodulierte Spannung. Die Umtasteinrichtung 3 wird dabei von dem Sinuswellengenerator 6 gesteuert. Ein Umlauf der Umtasteinrichtung 3 entspricht dabei einer Sinusschwingung dieses Generators. Diese Sinusschwingung beginnt z. B. immer mit Null, wenn die in Nordrichtung aufgestellte Antenne an den Empfänger angeschaltet ist. Dieselbe Sinusschwingung steuert auch das phasenbeeinflussende Glied 5 derart, daß bei Nordeinfall der ankommenden Welle und einer Phasenverschiebung 0 im Phasenschieber 7 die Phasenmodulation der Ausgangsspannung des Empfängers 4 gerade egalisiert wird. Fällt dagegen die Welle aus einer anderen Richtung als der Nordrichtung ein, so wird die Phasenmodulation nicht egalisiert. Da man aber bei der Integration von Spannungen mit ungleichen Phasenzuständen eine kleinere Spannung als Spannungssumme erhält, als wenn die Spannungen phasengleich sind, zeigt das Anzeigeinstrument nur im Fall der Egalisierung der Phasenmodulation einen maximalen Ausschlag. Diesen maximalen Ausschlag stellt man mittels des Phasenschiebers 7 ein, d. h., man schiebt mittels des veränderlichen Phasenschiebers 7 die Phase der Sinusspanming des Generators 6 so lange, bis die Phasenmodulation gerade beseitigt ist. Dann zeigt das Anzeigeinstrument 9 ein Maximum. Die Fig. 2a zeigt ein Ausführungsbeispiel für das phasenbeeinflussende Glied 5. Es ist in dem vorliegenden Fall ein Bandfilter, bestehend aus Widerständen 12, einem Übertrager 13 und Kapazitätsdioden 14. Diese Kapazitätsdioden werden über die Klemmen 15 von der Ausgangsspannung des Phasenschiebers 7 gesteuert. In der Fig. 2b sind die Bandfilterkurven dargestellt, und zwar zeigt die Kurve 16 die Amplitude in Abhängigkeit von der Frequenz, während die Kurve 17 die Phase in Abhängigkeit von der Frequenz darstellt. Es ist ersichtlich, daß um die Mittenfrequenz ω0 die Phase in Abhängigkeit von der Frequenz linear verläuft. Bei einer Verstimmung des Bandfilters durch Beeinflussung der Kapazitätsdioden mittels einer sinusförmigen Spannung wird somit eine Wechselspannung an den Klemmen 10 sinusförmig in der Phase moduliert. Wird dagegen auf die Eingangsklemmen eine bereits phasenmodulierte Spannung gegeben, und zwar eine phasenmodulierte Spannung, deren Modulationsfrequenz mit der Frequenz der Steuerspannung der Kapazitätsdioden übereinstimmt, so wird es bei einer bestimmten Phasenlage der Steuerspannung gerade dazu kommen, daß die Ausgangsspannung an den Klemmen 11 nicht mehr phasenmoduliert ist. Diese Möglichkeit wird nun in der oben beschriebenen Anordnung ausgenutzt; bei den verschiedenen Einfallsazimuten wird die die Kapazitätsdioden beeinflussenden Steuerspannung in ihrer Phase so lange geschoben, bis die Phasenmodulation gerade verschwindet. Die Einstellung des Phasenschiebers 7 ist dann ein Maß für den Einfallswinkel des Senders. Patentansprüche:

1. Verfahren zur Ermittlung der Einfallsrichtung einer Welle mit Hilfe eines Großaperturpeilers, bei dem mehrere auf einem Kreis angeordnete Antennen zyklisch und «-mal pro Sekunde (n = beliebige Zahl) an einen Empfänger angeschaltet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die hochfrequente phasenmodulierte Ausgangsspannung des Empfängers (4) in der Phase mit Hilfe einer Hilfsspannung mit einer Frequenz / = η ein zweites Mal phasenmoduliert wird, daß die Phasenlage der Hilfsspannung mittels eines einstellbaren Phasendrehgliedes (7) so lange geändert wird, bis sich auf einem an einem Integrator (8), dem die zweimal phasenmodulierte Hochfrequenzspannung zugeführt wird, angeschalteten Anzeigegerät (9) ein Maximum ergibt, und daß die Stellung des Phasendrehgliedes (7) als Maß für den Einfallswinkel dient.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsspannung von einem Sinusgenerator abgeleitet wird, der auch die Schaltspannung für die zyklische Antennenanschaltung liefert.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung der zweiten Phasenmodulation ein Bandfilter mit steuerbaren Kapazitäten verwendet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2425 387; »Nachrichtentechnik«, Juli 1953, S. 302 bis 306.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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