DE1798346A1

DE1798346A1 - Funkpeilanlage fuer gleichzeitige Anzeige von Azimut und Elevation

Info

Publication number: DE1798346A1
Application number: DE19681798346
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr-Ing Zauscher
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-09-28
Filing date: 1968-09-28
Publication date: 1971-11-18
Also published as: DE1798346B2; DE1798346C3

Description

Funkpeilaniage für gleichzeitige Anzeige von Azimut und levation Die Erfindung Detrifft ein Verfahren zur gleichzeitigen Anzeige von Azimut und Elevatiomn einer elektro-magnetischen Velle auf dem Bildschirm einer Braun schen Röhre wobei der Azimutwert in üblicher weise an einer hreisskale am Rande des Bildschirms abgelesen werden kann, w2hrend der Rohenwinkel durcn die Lange des Leuchtstriches ausgedrückt wird.
Als Antennensystem wird dabei ein räumlich konzentriertes Gebilde verwendet., welches aus drei senkrecht zueinander stehenden Dipolen und aus drei ebenfalls räumlich senkrecht zueinander orientierten Rahmenantennen besteht.
Derartige Antennen, welche trotz geringer räumlicher Ausdehnung eine polarisationsfehlerfreie Peilung ermoglichen, sind durcn die DPS 1 OSO 633 und 1 170 481 bereits bekannt geworden. Die von den Einzelantenen gelieferten Spammungen werden dabei nach Verstärkung und Frequenzumsetzung in ebenfalls bekannter Weise Rechenschaltungen zugeführt, welche im wesentlichen aus @ultiplikations-, sowie Additions, bezw.
Subtraktionsstufen bestehen. Der Ausgang der Rechenschaltung speist wieterhin den Niederfreouenzteil eines Doppelkanalsichtfunkpeilers, dessen Bildschirm das Rechenergebnis durch @uotientenbildung anzeigt.
Als Anzeigegrößen wurden dabei bisher entweder das Azimut oder die Elevation vermittelt und an einer konzentrisch den -ildschirm umgebenden Kreisskale abgelesen.
Es wurde auch bereits eine Anordnung angegeben ( DPS 1 170 481 Fig. 3), welche durch Betätigung eines Umschalters die wahlweise Anzeige eines der genannten Winkelwerte auf dem Fildschirm ein und derselben Braun' schen Röhre ermöglicht. Natürlich kalul man auch zwei getrennte Anzeigeröhren für die ständige und fortdauernde Beobachtung von Azimut und Elevation vorsehen.
Um jedoch an Geräteaufwand und Platzbedarf zu sparen und uin die Konzentration des Beobachters und damit die navigatorische Sicherheit zu steigern, wird im folgenden eine neuartige Rechenschaltung beschrieben, welche eine Leuchtfigur liefert, die durch ihre Winkelablage und ihre Länge gleichzeitig Azimut und levtion zur Anzeige bringt.
Das Wesentliche der erfindungsgemäßen Schaltung, diein den Figuren 1 und 2 dargestellt ist, besteht darin, aaß mit den Spannungskombinationen, die aus den sechs Antennenausgängen gewonnen werden können, eine zweistufige Quotientenbildung vorgenommen wird, so daß die Abhängigkeit der Kombinationen von dem Quadrat der Feldstärke entfällt und die Strichlänge zur Anzeige eines Winkelwertes geeignet wird.
Figur 1 stellt eine Erweiterung der Schaltung von DPS 1 080 633 auch insofern dar, als im Ganzen drei Spannungskombinationen gebildet werden, so daß nun jede der sechs Antennenspannungen eine doppelte Ausnützung erfährt.
Im Einzelnen werden folgende KombInationen gebildet: K1 = URX URz t UDx UDz K2=URy URz + UDy UDz K3 = URX URy + UDx UDy Für eine elektromagnetische Welle, die im Azimut p mit der Elevation einfällt, ergeben die angeführten Kombinationen folgende Winkelausdrücke: Eine Abhängigkeit vom Polarisationswinkel der Welle ist nicht mehr vorhanden, d.h. es handelt sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren um eine polarisationsfehlerfreie Peilung, wie sie früher nur durch räumlich ausgedehnte Adcockanlagen zu erzielen war.
Desgleichen kann man sich durch genauere Berechnungen davon überzeugen, daß der Einfluß der am Boden reflektierten Strahlung bei dieser Schaltung die Peilergebnisse nicht verändert, so daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht nur in Flugkörpern, sondern auch mit Anlagen gepeilt werden kann, die sich in geringerer Höhe über der Erdoberfläche befinden.
Im weiteren Verlauf der Rechenschaltung werden die folgenden wieteren Kombinationen gebildet: Diese sind von der Feldstärke unabhängig und die Länge des von ihnen erzeugten Leuchtstriches hangt außer von y nur noch von apparativen Konstanten ab.
Um nun diesen Leuchtstrich zu erhalten, wird die dem Ausdruck entsprechende Spannung an das senkrechte Plattenpaar, K3:2 dagegen an das waagrechte Plattenpaar einer Braun'schen Röhre angelegt.
Der Winkel, unter dem der Leuchtstrich gegen die Nullrichtung gedreht erscheint, wird nun, wie auch Figur 3 zeigt, bestiinmt durch Der Bildwinkel zeigt somit das wahre Azimut der einfallenden Welle an.
Die Länge des Leuchtstriches berechnet sich zu

l K3 15 S3 j = = (-Y Y = t

Man kann nun, wie iii Figur 3 gezeigt, mittels einer Skale aus konzentrischen Erwiesen von einem gewissen Winkelwert ab die Strichlänge eindeutig dem Elevationswinkel zuordnen, weil mit größer werdender Elevation die Strichlänge immer kleiner wird.
Die Skale, die auch auf einem drehbaren Ableselineal angebracht sein kann, muß also ungleichmäßig und zwar hier nach einem cotg-Gesetz geteilt werden. Durch die wahlweise Einstellung verschiedener Konstanten der Divisionsstufe kann man verschiedene Werte des Anfangswinkels wählen, so daß bei Bedarf auch die größeren Elevationswinkel mit guter Genauigkeit abgelesen werden können.
Eine weitere Möglichkeit zur gleichzeitigen Darstellung von Azimut und Elevation auf einem Bildschirm ergibt die Rechenschaltung nach Figur 2. Hier wird die Kombination gebildet, die bereits aus der DPS 1 170 481 bekannt ist.
Es gilt -Pz=URx UDy -URy UDx Daraus ergibt sich für eine einzige, mit den Winkeln p und einfallende Welle der Ausdruck Pz=-sin##E2 Man bildet in der Rechenschaltung die Quotienten die dem Niederfrequenzteil eines Doppelkanalsichtfunkpeilers zugeführt werden. Auf dem Bildschirm entsteht dann ein Strich unter dem Winkel q, für den der folgende Ausdruck gilt: oder auch hier wieder q = aer Bildwinkel entspricht aem Azlmut.
Die Länge des Leuchtstriches folgt hier einem cos - Gesetz, denn es ist In der Figur 4 ist dargestellt, wie man mittels eines nach einem cos - Gesetz geteilten Maßstabes von 0° ausgehend aus der Länge des Leuchtstriches den Elevationswinkel ablesen kann.
Schließlich soll noch erwähnt werden, daß auch die Höhenwinkelanzeige nach DPS 1 170 481 so gestaltet werden kann, daß eine gleichzeitige Anzeige von Azimut und Höhenwinkel erfolgt, indem man die Quotienten bildet.
Die Skalenteilung erfolgt hier wieder nach dem cotg - Gesetz, was dem Tangens des Höhenwinkels entspricht.

Claims

Patentansprüche: Peilanlagen zur vollständigen und fehlerfrien Ermittlung der Einfallsrichtung elektromagnetischer Wellen unter Verwendung eines Sichtfunkpeilers und einer nach den drei Richtungen des Raumes orientierten Aatennenanlage aus drei Rahmen und drei Dipolen und einer zwischen Antennenanlage und Doppelkanalsichtfunkpeileer eingeschalteten Rechenschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß 1) in der Rechenschaitung eine Quotientenbildung vorgenommen wird, wodurch die/dem gekreuzten Ablenksystem der Braun' schen Röhre zugeführten Anzeigegrößen von der Feldstärke der einfallenden Welle unabhängig werden, sodaß die Winkelablage des Beuchtstriches den Azimutwert der Welle angibt, während die Strichlänge ein Maß für die Elevation der Welle darstellt 2) die in der Rechenschaltung primär zu bildenden Produkte die Rahmenspannungen und die Dipolspannungen je für sich zusammen fassen, wodurch die Länge des Leuchtstriches nach einem Cotangens-Gesetz erscheint 3) die erwähnten Produkte aus jeweils einer Rahmenspannung und einer Dipolspannung gebildet werden, wobei die Länge des Leuchtstriches ebenfalls nach einem Cotangens-Gesetz erscheint 4) die genannten Spannungsprodukte teils aus gleichartigen, teils aus verschiedenartigen Spannungen in der Weise gebildet werden1 daß die Länge des Leuchtstriches nach einem Oosinus-Gesetz erscheint 5) dieLange des Leuchtstriches an einer passend unterteilten Folge konzentrischer Kreise auf dem Bildschirm abgelesen werden kann 6) die Länge des Leuchtstriches an einem drehbaren Peillineal abgelesen werden kann. A rr