DE1798346C3

DE1798346C3 - Verfahren und Peilanlage zur Ermittlung der Einfallsrichtung elektromagnetischer Wellen

Info

Publication number: DE1798346C3
Application number: DE19681798346
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr.-Ing. 8031 Steinebach Zauscher
Original assignee: C Plath GmbH Nautisch Elektronische Technik
Current assignee: C Plath GmbH Nautisch Elektronische Technik
Priority date: 1968-09-28
Filing date: 1968-09-28
Publication date: 1979-03-15
Also published as: DE1798346A1; DE1798346B2

Description

K, =

k: +

U„_z

K₁ = U_Kv ■ U_Kz + U_l)v ■

K, = Uh, ■ U_Kr + U_11x ■ U_n, und hicnuis die Quotienten

K,

und

K₂

gebildet werden und daß dann diese Quotientenspannungen den beiden Ablenkplattenpaaren des Sichtfunkpeilers zugeführt werden.

2. Peilanlage zur Durchführung des Verfahrens zur Ermittlung der Einfallsrichtung elektromagnet!- scher Wellen nach Anspruch 1, bestehend aus einem Doppelkanalsichtfunkpeiler und einem Antennensystem, gebildet aus drei senkrecht zueinander stehenden, in den Hauptkoordinatenebenen eines rechtwinkeligen Koordinatensystems angeordneten Rahmen und drei in den Hauptkoordinatenachsen angeordneten Dipolen sowie einer zwischen Antennensystem und Sichtfunkpeiler «ingeschalteten Rechenschaltung mit Einrichtungen iur Bildung von Produkten aus jeweils zwei Rahmen und zwei Dipolspannungen und Summen aus jeweils zwei solcher, mit einem gewünschten Vorzeichen versehenen Produkten, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechenschaltung eine weitere Stufe (S) zur Bildung von zwei Quotienten aus jeweils zwei solchen Produktsummen aufweist und daß diese beiden Quotientenspannungen führenden Ausgänge der Rechenschaltung (3,4,5) an die beiden Eingänge des Sichtfunkpeilers (5, 6) angeschlossen sind, welcher eine Einrichtung zur Messung der Länge der auf seinem Anzeigeschirm erscheinenden Anzeige aufweist.

3. Peilanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Längenmessung der Anzeige eine Folge von konzentrischen Kreisen um den Anzeigemittelpunkt auf dem Anzeigeschirm (Fig.3) vorgesehen ist.

4. Peilanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Längenmessung der Anzeige ein mit Längenmarkierungen versehenes, drehbares Peillineal vor dem Anzeigeschirm (Fig.4) vorgesehen ist.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Peilanlage zur Ermittlung der Einfallsrichtung elektromagnetischer Wellen unter Verwendung eines Doppelkanalsichtfunkpeilers und eines Antennensystems, bestehend aus drei senkrecht zueinander stehenden, in den Hauptkoordinatenebenen eines rechtwinkligen Koordi-P-atensysiems angeordneten Rahmenantennen, welche die Spannungen Ur_x, Ur_s und Ur* liefern, und drei in den Hauptkoordinatenachsen angeordneten Dipolen, die

ίο die entsprechenden Spannungen LO», Up, und LO, liefern, sowie einer zwischen Antennensystem und Sichtfunkpeiler eingeschalteten Rechenschaltung.

Solche Verfahren und Anordnungen unter Verwendung eines derartigen Ame inensystems sind bereits in

i"> verschiedenen Ausführungsformen bekannt (DE-PS 10 80 633, 11 70 481 und 12 51 824). Hierbei werden die von den einzelnen Antennen gelieferten Spannungen in bekannter Weise geeigneten Rechenschaltungen zugeführt. Mit deren Hilfe werden dann entweder durch entsprechende Umschaltungen auf einem Anzeigeinstrument einmal der Azimutwinkel und dann der Elevationswinkel der einfallenden Welle angezeigt, oder aber es wird neben dem Azimutwinkel auf dem ersten Anzeigeinstrument noch gleichzeitig auf einem weite-

_>j ren Instrument der Elevationswinkel angezeigt.

Weiterhin ist durch die DE-PS 1198 424 ein Phasenwinkelpeilverfahren bekannt, bei welchem mit einem aus drei oder vier E'.nzelantennen bestehenden Antennensystem auf einer Kathodenstrahlröhre eine

κι Strichanzeige erzeugt wird, deren Länge auch ein Maß für den Elevationswinkel ist. Die Anzeige bei diesem bekannten Verfahren ist jedoch frequenzabhängig, so daß nur bei einigen wenigen Frequenzen richtig gepeilt werden kann. Außerdem muß bei Erfassung eines

ii größeren Raumbereiches das Antennensystem in 3facher Ausführung vorhanden sein.

Demgegenüber hat sich die Erfindung zur Aufgabe gestellt, unter Verwendung des eingangs genannten, durch die ineinandergeschachtelten Rahmen und Dipole sehr kompakten und platzsparenden Antennensystems ein Peilverfahren zu schaffen, das eine frequenzunabhängige, gleichzeitige Anzeige von Azimut- und Elevationswinkel mit einer einzigen Anzeigeeinrichtung liefert und daher auch für Kurzzeitpeilungen und für alle

Peilsituationen und Feldkonfigurationen geeignet ist. Die Lösung dieser Aufgebe besteht darin, daß zur Ablesung des Azimutwertes in üblicher Weise und zur Ablesung des Elevationswertes an der Länge des Leuchtstriches mittels der Rechenschaltung die Kombi- V) nationen bzw. Produktsummsn

K₁ = Uh, · U_H: + U_n, ■ U_lt: K₂ = U_Kr ■ LV, + U_n, ■ U_n: K, = LVv · I'k, + U_n, ■ U_n,

und hieraus die Quotienten

K, K,

uikI

K, K,

gebildet werden und daß dann diese Quotientenspannungen den beiden Ablenkplattenpaaren des Sichtfunkpeilers zugeführt werden. Es wird also mit den Spannungskombinationen, die aus den sechs Antennenausgängen gewonnen werden können, eine zweistufige Quotientenbildung vorgenommen. Die Abhängigkeit der Kombinationen vom Quadrat der Feldstärke, wie bei vorbekannten Verfahren, entfällt. Die Strichlänse

wird zur gleichzeitigen Anzeige des Elevationswinkels geeignet, welche so bei Kurzzeitpeilungen gleichzeitig mit dem Azimutwinkel erfaßt werden kann; denn die vorerwähnten Spannungskombinationen ergaben für eine elektromagnetische Welle, die im Azimut ρ mit der Elevation γ einfällt.

=1 sin²:·sin/»· ^E~ \ ~

K,=., COS¹Y sin 2p-

Die den Ablenkplatten des Sichtfunkpeilers zugeführten Größen

K,

cos ρ

tg..

und

sin /> •s?;·

sind von der Feldstärke unabhängig und die Länge des von ihnen erzeugten Leuchtstriches hängt außer von γ nur noch von apparativen Konstanten ab.

Der Winkel, unter dem der Leuchtstrich auf der Anzeigeröhre des Sichtfunkpeilers gegen die Nullrichtung gedreht erscheint, wird nun bestimmt durch

tut, =

= tu /' oder ι/ ~ /'

Der Bildwinkel zeigt somit das wahre Azimut der einfallenden Welle an.
Die Länge des Leuchtstriches berechnet sich zu

I =

Eine Peilanlage zur Durchfuhrung des erfindungsgernäßen Verfahrens besteht aus einem Doppelkanalsichtfunkpeiler und einem Antennensystem gebildet aus drei senkrecht zueinander stehenden, in den Hauptkoordinatenebenen eines rechtwinkeligen Koordinatensystems angeordneten Rahmen und drei in den Hauptkoordinatenachsen angeordneten Dipolen sowie einer zwischen Antennensystem und Sichtfunkpeiler eingeschalteten Rechenschaltung mit Einrichtungen zur Bildung von Produkten aus jeweils zwei Rahmen und zwei Dipolspannungen und Summen aus jeweils zwei solcher, mit einem gewünschten Vorzeichen versehenen Produkten. Bei einer solchen Anordnung ist nun erfindungs-

gemäß vorgesehen, daß die Rechenschaltuiig eine weitere Stufe zur Bildung von zwei Quotienten aus jeweils zwei solchen Produktsummen aufweist und daß die diese beiden Quotientenspannungen führenden Ausgänge der Rechenschaltung an die beiden Eingänge des Sichtfunkpeilers angeschlossen sind, welcher eine Einrichtung zur Messung der Länge der auf seinem Anzeigeschirm erscheinenden Anzeige aufweist.

Die Erfindung hat also nicht nur den Vorteil, daß ihr Peilergebnis von Frequenz und Polarisationswinkel der einfallenden Welle unabhängig ist und lediglich gleichartige Antennenausgangsspannungen (Rahmenspannungen für sich und Dipolspannungen für sich) miteinander multipliziert werden müssen, sondern daß auch der Einfluß der am Boden reflektierten Strahlung die Peilergebnisse nicht verändert, so daß mit dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht nur in Flugkörpern, sondern auch mit Anlagen gepeilt werden kann, die sich in geringer Höhe über der Erdoberfläche befinden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispiel? schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Peilanlage und

F i g. 2 eine Einrichtung zum gleichzeitigen Ablesen des Azimut- und Elevationswinkels am Leuchtschirm der Anzeigeröhre des Sichtfunkpeilers.

Fig. 1 stellt eine Erweiterung der Schaltung der DE-PS 10 80 633 dar. Die sechs Antcnncnspannungen werden nach Verstärkung in den Stufen 1 und 2 den Multiplikationsstufen 3 zugeführt, wo die angegebenen Spannungsprodukte gebildet und in der vorstehend beschriebenen Weise dann in den Additionsstufen 4 summiert werden. Die in der dann folgenden Stufe 5 gebildeten Quotienten Kj zu Ki und Ki zu K₂ werden über die Verstärker 6 dann den Ablenkplatten der Kathodenstrahlröhre 7 in bekannter Weise zugeführt. Der Winkel q des Leuchtstrichs gegenüber der Bezugsrichtung entspricht dem Azimutwinkel, die Länge / des Leuchtstrichs dem Kotangens des Elevationswinkels.

Wie in F i g. 2 dargestellt, ist vor dem mit einer Azimutskala umgebenen Leuchtschirm der Kathodenstrahlröhre 7 eine Skala aus konzentrischen Kreisen vorgesehen. Mittels dieser Skala aus konzentrischen Kreisen IaQt sich von einem gewissen Winkelwert ab die Strichlange eindeutig dem Elevationswinkel zuordnen, weil mit größer werdender Elevation die Strichlänge immer kleiner wird. Die Skala, 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 Divisionsstufc kann man verschiedene Werte des Anfangswinkels wählen, so daß bei Bedarf auch die größeren Elevationswinkel mit guter Genauigkeit abgelesen werden können.

Hierzu 2 HIaIl '/cichiuiiiiicu

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Ermittlung der Einfallsrichtung elektromagnetischer Wellen unter Verwendung eines Doppeikanalsichtfunkpeilers und eines Antennensystems, bestehend aus drei senkrecht zueinander stehenden, in den Hauptkoordinatenebenen eines rechtwinkeligen Koordinatensystems angeordneten Rahmenantennen, welche die Spannungen Ur,, URy und Ugj liefern, und drei in den Hauptkoordinatenachsen angeordneten Dipolen, die die entsprechenden Spannungen LO,, U_i}y und Uoz liefern, sowie einer zwischen Antennensystem und Sichtfunkpeiler eingeschalteten Rechenschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ablesung des Azimutwertes in üblicher Weise und zur Ablesung des Elevalionswertes an der Länge des Leuchtstriches mittels der Rechenschaltung. die Kombinationen bzw. Produktsummen