DE1923351A1 - Digital auswertendes UKW-Peilgeraet - Google Patents

Description

Digital auswertendes ÜKW-Peilgerät

Zur Funkortung werden die verschiedensten Verfahren angewendet; die Erfindung fällt in die Untergruppe Richtempfang. Hierbei wird das Azimut Amr von einem Sender einfallenden elektromagnetischen Wellen mittels Richtantenne bestimmt.

Im UKW-Bereich sind die Antennenelemente in der Grussenordnung der Wellenlänge, bezogen auf den freien Raum. Zur Bildung von Richtantennen werden einfache Horizontaldipole mit oder ohne Reflektor, Dipolfelder oder Anordnungen mit mehreren unterschiedlich gespeisten Dipolen bssw. Stabantennen verwendet.

Zur Minimum- oder Haximumermittlung müssen diese Antennensvsteme gedreht werden oder arbeiten auf ein Goniometer mit drehbarer Suchepulβ. Dann gibt es die sogenannten Sichtpeilgeräte, die naoh dem Prinzip des Phasen- und Komponentenvergleiohs und Anzeige auf einer Braun'sehen Rühre arbeiten. Dabei ist der technische Aufwand erheblich.

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Die vorliegende Erfindung stellt sich folgende Aufgäbet Es soll eine Peilung mögliehst selbsttätig durchgeführt werden. Ohne das Antennensystem zu drehen oder andere manuelle Ein-, stellarbeiten soll die Anzeige automatisch geliefert werden» Die Einrichtung ist als Navigationshilfe für Privat- und Kleinflugzeuge gedacht, deren auf dem Frequenzband τοη 113 bis 136 HHz arbeitenden Bordfunksprechgeräte im Zusammenwirken mit den auf Privat- oder kleinen Flugplätzen vorhandenen Funksprechgeräten zur Peilung mitbenutzt werden sollen, ohne dass der eigentliche Flugfunkspreehverkehr irgendwie beeinträchtigt wird.

Die Erfindung geht von einem digital auswertenden ÜKW-Peilgerät aus, bei dem die Spannungen von zwei oder mehr Örtlich getrennten Antennen abwechselnd und in schneller Folge mittels Sehalter abgetastet und einem Empfänger zugeführt werden, aus dessen Phasenänderungen der Zwischenfrequenz mittels einer digitalen elektronischen Anordnung &%r Einfallswinkel des Hoehfrequenzsignals ermittelt wird.

Dieses Peilgerät ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass durch ein® digitale Zeitmessung zwischen phasengleiohen Punkten der Zwisehenfrequenzspannung die Phaseninformation abgesta&et wird, in der Weise, dass der erste Sohaltpunkt (z. B. Bulldurchgang) einen elektronischen Zähler startet und gleichzeitig den elektronischen Antennenumsohalter betätigt, und dass das von der zweiten Tergleiohsantenne gelieferte und phasenversehobene Signal bei seinem Hulldurohgang den Zeltmesser stoppt, dessen angezeigte verflossene Zeit, unter Berücksichtigung einer definierten Torversohiebung zur Eliminierung von UmsohaltVerzerrungen, ein Hass für die Phasenverschiebung beider Antennenspannungen und damit für den Einfallswinkel des Hoohfrequenzsignals ist.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den UnteransprUohen und der folgenden Beschreibung von

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- 3 -Ausführungsformen an Hand der Zeichnungen. Ss zeigt t

Abb. 1 ein Antennensystem aus zwei vertikalen nebeneinander angeordneten Halbdipolen im Abstand von etwa 1/4 Wellenlänge,

Abb. 2 ein Bloekschema mit einer Auswert einrichtung,

Abb. 3 die Auswertung einer ermittelten Phasendifferenz zwischen zwei Antennen,

Abb. 4 die Entzerrung der elektrischen Anzeige des Einfallswinkels ,

Abb. 5 ein Antennensystem genäse Abb. 1, jedoch mit zwei Umschaltern und einer HF-Umwegleitung,

Abb. 6 einen vierstelligen Zähler, bei dem die Ausgänge jeder Dekade an eine Und-Oder-Diodenmatrix geführt sind.

Das Antennensystem besteht gemäss Abb. 1 aus zwei vertikalen nebeneinanderstehenden Halbdipolen im Abstand von etwa 1/4 bis 1/2 Wellenlänge (Antenne a und b). Wird von dieser Anordnung ein Funksi£TiaX empfangen, so ist die Phasenlage der Spannung an der Ant©nue a unterschiedlich zur Phasenlage der Spannung an Antenne b. Die Grosse der Phasendifferenz α (alfa) hängt vom Einfallswinkel ψ (phi) des Funksignals zur Verbindungslinie s der beiden Antennen ab. Erfolgt der Einfall z. B. senkrecht, so ist keine Phasendifferenz vorhanden.

Diese physikalische Beziehung unter Berücksichtigung der Wellenlänge λ. beschreibt nachstehende Formel und Abb. 3.

α « cos f 360 Ί

TJm die Phasendifferenz der beiden Antennenspannungen messen zu können, werden normalerweise zwei gleichartige Verstärker bzw. Funkempfänger sowie ein Phasenmesser benötigt.

Hach einem bekannten Vorschlag wird nur ein Tunkempfänger benutzt (DAS 1 273 014). Dieser Empfänger wird über einen Um-

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schalter mit den beiden Antennen 1 und 2 abwechselnd und in rascher Folge verbunden. Am Zwischenfrequenzausgang liegt ein weiterer Umschalter, der das Signal wechselweise auf je einen Zweig der Auswerfeinrichtung leitet. Beide Umschalter sind elektronische Schalter» die von einem Schaltfrequenz-Oszillator synchron angesteuert werden«

Eine Gegenüberstellung' mit diesem bekannten Vorsehlag ergibt Folgendes* Unter einem Peiler (für Asimut) wird immer ein Gerät verstanden, daß das Anpeilen von Sendestationen aus beliebigem Einfallswinkel zwischen Null und 360° ohne Mehrdeutigkeit gestattet und durch Auswertung der Messungen eine ) Ortsbestimmung ermöglicht. Diese Voraussetzungen sind bei dem bekannten Peilverfahren" nicht gegeben, da ein Signal, von der einen oder anderen Seite symmetrisch zur Verbindungslinie beider Antennen einfallend, die gleiche Phasenverschiebung und somit eine gleiche Anzeige ergibt. Es handelt sich hier um ein Zielanfluggerät (Sp. 3, Z. 54), das im Gegensatz zum Erfindungsgegenstand keine definierte Rundumpeilung gestattet.

Um ein Mass für den Einfallwinkel zu gewinnen, wird zwischen zwei nacheinander an demselben Phasendiskriminator auftretenden Gleieh-Ausgangsspannungen die Differenz gebildet (Sp. 3, Z. 25 bis 29). Eine digitale, d. h. eine hochgenaue Auswertung durch

»Zeitmessung ist daher nicht möglich. Der kennzeichnende Unternicht
schied liegt darin, dass hier/die Signale jeder Antenne auf den zeitlichen Abstand ihrer phasengleicher Punkte, wie z. B. Hulldurchgänge, untersucht werden.

Eine andere bekannte Peilanlage (deutsche Patentschrift 862 031) verwendet sehr selektive Filter, um die Aueschwingdämpfung klein zu halten im Vergleich zu einer Arbeitepriode der Umschalter, die daher sehr kurz gewählt werden musste (S. 2, Z. 28/33). Hierdurch entsteht ein Störepektrum als Seitenbänder zum Nutzsignal, welche die Anzeige der Peilung am Braun'sehen Rohr beträchtlich verwischen. Die Erfindung kann

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mit einer 3ehr niedrigen Sehaltfrequenz von unter 100 Hz arbeiten; ein Störspektrum tritt nicht auf und die Störmodulation liegt bei einer so tiefen Frequenz, dass eine Störung des übertragenen Sprachbandes oder der Phasenmessung entfällt.

Die Methode der vektoriellen Summen- und Differenzbildung zweier Signale am Braun'sehen Bohr, die zwei getrennte Anordnungen durchlaufen, erfordert als besondere Schwierigkeit genau gleiche Phasen- und Amplitudengänge in beiden Signalwegen, um ein exaktes Teilergebnis zu liefern. Hochselektive Kreise haben naturgemäss auch einen sehr stellen Phasengang in der Hähe ihrer Resonanzfrequenz! die verarbeitete Zwischenfrequenz muss also extrem konstant aain. In der Anordnung nach der genannten deutsohen Patentschrift 862 031 sind diese Filter 7a, 7b für beide Signalwege getrennt nach dem zweiten Umschalter eingebaut, so dasa sie die vektorielle Summen- und Differenzbildung (S. 2, Z. 114 bis 122), d. h. die Anzeige direkt beeinflussen; der Einbau an dieser Stelle wurde wiederum zwecks Auaslebung des Störspektrums erforderlloh (S. 2, Z. 63 bis 68).

Die vorliegende Erfindung verwendet anstelle der hochselektiven Kreise eine digitale Auswertung. Die beiden Signalspannungen werden nioht vektoriell addiert, sondern nur bezüglich ihrer gegenseitigen Phasenverschiebungen ausgewertet; Amplltudenunterschiede bleiben daher ohne Einfluss, ebenso Abweichungen der Zwisohenfrequenz.

Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Methode, dl® auf den bei dem einen bekannten Pellverfahren vorhandenen zweiten Umschalter für die Zwischenfroquenz ganz vorziohtet und anstelle dtr bei der anderen bekannten Anordnung verwendeten hoohselektiven Kreise eine digitale Auswertung benutzt· Die Auswertung der ermittelten Phasendifferenz zwischen den Antennen a und b zeigt Abb. 3.

Γο wird mittels einer elektronischen Generator-Zählereinheit

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die Tarflieseende Zelt t zwischen phasengleiohen Punkten (ζ. B. positive Nulldurchgänge) des Zwiechenfrequenz-Spannungaverlaufs gemessen; ohne Antennenumschaltung würde sieh die Periodendauer T ergehen» Wird jedoch bei zunächst angeschalteter Antenne a der Zählvorgang ausgelöst, dann die Antenne b angeschaltet und jetzt bei Erreichen des nächstfolgenden Nulldurchgangs gestoppt, so ergibt sich als Mesaergebnis die Zeit T um einen der Phasenverschiebung entsprechenden Wert verkürzt oder verlängert» Die Abweichung von der Zeit T ist also ein Mass für die Phasenverschiebung.

Da Umsehaltverzerrungen durch Einaohwlngvorgänge auftreten können, wird der Zählvorgang durch Sporren einer bestimmten Anzahl der ersten Nulldurchgänge erst nach Abklingen dieser Störung beendet und diese bestimmte Anzahl von Vielfachen der bekannten Periodendauer T bei der Auswertung aubatrahiert.

Wird gemäss Abb. 3 ein Signal aus einer Biohbng 1,2 genau senkrecht zur Antennonverblndungslinie S empfangen, so entsteht keine Phasendifferenz α. Hat ein Signal einen anderen Einfallswinkel Ψ _tz. B. von linke 3 nit Ψ « 0, ao hat α nach der schon genannten Formel einen Maximalwert, da das Signal der Antenne b gegenüber a maximal verzögert wird, z. B. für einen gewählten Abstand s « 1/4 Wellenlänge, wäre α * +90°. Kommt ein Signal genau von rechts 4» was einen Einfallswinkel von 180° bedeutet, dann ist eoa 160 * -I₉ daraus wird α = -90° und hat damit einen negativen Maximalwert. Für einen Empfang nach 5 ist f kleiner als 90 und α hat einen positiven Wert, 5 und 7 haben denselben Einfallswinkel ψ zur Verbindungslinie β und ergeben deshalb dieoelbe Phasendifferenz α, obwohl die angepeilte Station einmal vor bzw. hinter der Linie s liegt; es 1st also eine Mehrdeutigkeit beiderseits dar Verbindungslinie s vorhanden. Unter der Voraussetzung, dass ei oh die Flugrichtung mit der Antennen-Verbindungslinie deckt, ist die Mehrdeutigkeit eine sogenannt· rechte/links Unsicherheit.

Eine Möglichkeit zur Aufhebung der Mehrdeutigkeit, welche leoin·

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besondere^Voraussetzungen erfordert, ist die Anbringung einer dritten Antenne c (nicht gezeigt), benachbart zu einer der beiden iiauptantennen a oder b in der Weise, dass sich ein -vTOltgeÖffneter/Dipol ergibt. Ein weiterer Antannen-TfmßChalter mit kleinerer Schaltfrequens legt die beiden Enden des Faltdipols (halber Faltdipol von etwa einer viertel Wellenlänge) wechselweise an die abgehende Antennenleitung bzw. an Erde. An den sich ergebenden unterschiedlichen Werten der Phasenverschiebung wird die tatsächliche Lage der angepeilten, sendenden Station rechts oder linke der Verbindungslinie zvdLschen Faltdipol und freistehenden Hauptanteune a bestimmt. Der Abstand zwischen diesen Antennen a und b/c länge der Verbindungslinie kann zwischen einer viertel- und einer halben Wellenlänge liegen.

Das beschriebene Peilgerät erfordert in der Praxis eine relative Arbeits-Empfangsbandbreite von etwa 20 $ von 118 - 136 MHz, innerhalb der keine prinziepellen Anzeigefehler auftreten dürfen. Nach der bereits genannten Beziehung ist die Thaaendifferenz

a = cob

Ψ 360 j

und somit linear abhängig von dem Paktor u/A gleich Antennenabstand duroh Wellenlänge. Der Abstand s der fest montierten Antennen ist konstant, dagegen ändert sieh die empfangene Wellenlänge innerhalb der Arbeitabandbreite. Es entsteht ein Anzeigefehler bei Umschaltung der EmpfangsfreqxHmz, welcher kompensiert werden muss·

Es wird hler das Verfahren der elektronischen Zeitmessung durch Zählen von Impulsen definierter lOlgefreq.uens, welche während der zu messenden Zeit ein elektronisches Tor passieren, angewendet. Dieses Verfahren hat hohe Genauigkeit und bietet den Vorteil, eine direkte, digitale Anzeigeeinrichtung für das Peilergebnie, wie z. B. Zahleuanzeige"oder Zeigerrundinßtrument

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mit entsprechenden Schritten pro Gradeinteilung, einzusetzen. Das Ergebnis kann auf einfache Art gespeichert oder, von digi- , talon Geräten und Rechnern verarbeitet werden.

Eine Möglichkeit sum Ausgleich des Anzeigefehlers, der durch veränderliche Eingangs-Hochfrequenj⁷, bzw. -Wellenlänge bei konstantem Aritennenabstand entsteht, wird im folgenden beschrieben.

Vor dem Antennen-Umschalter 1 in Abb. 2 werden gemäss Abb. 5 in beide Antennenzuführungen ^e ein weiterer Umschalter 2a und 2b vorgesehen sowie eine Hochfrequenzumwegleitung zwischen Antenne b und Schälter 2b eingefügt. Der Hauptschalter 1 legt jetzt in einer Lage die Antenne direkt, in der anderen Lage über das verlängerte Kabel an den Empfänger. Die Verlängerung ist go bemessen, dass ihre elektrische Laufzeit exakt mit der elektrischen Laufzeit zwischen Antenne a und b in Luft übereinstimmt und daher der maximal, nach einer Seite erreichbaren Phasendifferenz der Hochfrequenz und somit auch der Zwischenfrequen» entspricht.

Diese Hilfsmessung ist ein Kriterium für die Eichung der Anzeige des Einfallswinkels ψ = 90° für alle Wellenlängen (im Arbeitsband von 110 bis ca. 140 MIIz), da sich die elektrische Laufzeit auf einer angepassten Leitung nicht mit der Frequenz ändert. In allen üblichen Empfängern wird die Zwischenfrequenz konstant gehalten; die in der digitalen Phasenmesseinriehtimg benützte Zählfrequenz viird in der Weise verändert, dass sich eine Anzeige von fm go° ergibt. Die ermittelte Zälilfrequenz kann, für die Dauer (einige Millisekunden) der anschliessenden Peilung mittels Antenne a und b, ausreichend konstant gehalten werden.

Eine elektrische Schaltungeanordnung zur Regelung einer Oszillatorfrequenz auf das Kriterium des Verhältnisses eine einer vorgegebenen Zeitspanne su einer ebenfalls vorbestimmten Anzahl

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von. Perioden dieser Oszilletorfrequehz, z. B» 10*, wird im folgenden beschrieben.

führend der vorgegebenen Zeitspanne T wird ein Torelement geöffnet, das Osßillatorsignal passiert das Tor, ein Zähler erfasst die einzelnen Perloden bis au einem durch ein logisch verknüpftes UTTD-Glied vorgewählten Zählerstand. Der Zähler wird durch die !«Stellung eines bistabilen Flip-Plop-Kreises in Betriebszustand gesetzt. Der Plip-Flop-ICreie aelbßt wurde gleichzeitig mit dem Toröffnungasignal in L-Stellung gebracht. Eeine Ettcksehaltuug zur Nullstellung erfolgt durch dao Stopsignal des UND-Gliedes, entsprechend dem vorgewählten Zählerstand, obwohl das Tor noch geöffnet ist, d. h. der Flip-Flop-Erels liefert ein logisches Signal "Zähler läuft". Daraus sowie aus dem Torsignal wird durch eine UND-Verknüpfung ein Differena-Impuls für die Zeit "Zähler gestoppt-Tor noch offen" gebildet.

Durch Verringern der Zählfrequenz verkürst sich dieser Impuls, da der Zähler erst zu einem späteren Zeitpunkt den vorgewählten Stand erreicht, die vorgegebene Torzeit jedoch konstant 1st. Der Differenz-Impuls wird in einem Pulezeit- au Spannungskoii-» vcrter in eine Gleichspannung umgewandelt und gespeichert in der Veise, dass eine Konstantstromquelle während der Impulsdauer einen Kondensator aufladet und dann abgetrennt wird. Ατι den Kondensator ist aln hochohmiger Impedanzwandler engeaohaltet, der den Kondensator nur vernachläasigbar schwach entlädt. Von dem Ausgang des Impedanzwandlers wird die der Kondensatorspannung proportionale Gleichspannung einer Kapazitätsdiode (Diode mit spamnungsabhängiger Sperraohiöhtkapa^ität) zugeführt, welche parallel zum Oszillatorkreia liegt und dessen Schwingfrequenz beeinflusst. Damit ist der Eegelkrele geschlossen, d. h. der erste Differenzlmpuls verringert über Glelchopannu-Qg und C-Diode die Oß!sillatorfreq.uenz, wodurch im näohsten Zyklus der Differenz-Impuls verkürzt ist. Die Frequonz verringert eich waiter, jedoch um einen geringeren Wert und bo weiter bis der Zähler seinen vorgewählten Stand gleichzeitig mit dem Ende

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der Torzolt erreicht. DIob© Hegelanordnung wird dazu benutzt, die oben beschriebene Eichung auf das ] fallswinkel automatisch durchzuführen.

die oben beschriebene Eichung auf das Kriterium von 90° Ein-

Entzerrung und quadrantenriohtige Anzeige: der Einfallswinkel Ψ verhält sioh zur relativen Phasenverschiebung α (= Differenz der Spannungen an den Antennen a und b) wie erwähnt nach folgender Beziehung, d. h. nieht linears

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Um dleBe Punktion für die Anzeige au linear!sieren, ist eine Entzerrung dee Faktors coa ψ notwendig.

Soll die gesamte Anordnung, a. B. auf maximal ein Winkelgrad, genau messen können, so muss die Auflösung des Bereiches zwisohen ψ max. und ψ min» besser sein als coa 0 = 1 minus cos 1 = 0,99985 glöißh 0,00015 gleich 0,015 S*» was mit analogen Schaltkreisen nur sohwör verwirklicht werden kann. Hittals der elektronisch-digitalen Zeitmessung wird, wie erwähnt, duroh Zählung von Impulsen konstanter Frequenz, welche in der zu messenden Zeit ein Tor passieren, die verflossene Zeit bestimmt. Durch die digitale Auswertung wird eine Auflösutig von etwa 2 · iO"*^ a 0,2 foQ erreicht, die für eine Peilgenauigköit von 1° des Einfallswinköls erforderlich ist.

Die Linearisierung kommt dadurch zustande, dass naoh Abb. 6 die Ausgänge 0 bis 9 einer jeden Dekade eines vierstelligen Zählers an ein© IIND-ODEfi-Diodenmatrix geführt werden. Diese logisch verknüpfte Matrix enthält für einen Quadranten bei einer Auflösung von einem Winkelgrad 90 UHD-Ölieder, die auf ein ODEH-Glied mit 90 Eingangan geschaltet sind. Die jeweils vier Eingänge jedes einzeln««! UND-Gliedes sind mit den entsprechend©?: Positionen 0 bis 9, bestimmt mittels einer sechsstelligen !Tafel der goniometriechen Funktionen, dor einaelneii Dekaden des Zälilerausgangee verbunden, z. B, für ooa 60 = 0,5000 liegt am

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60. UHD-Grlied an Position 5 der 4. Dekade, Position 0 der 3. sowie Position O der 2. raid ersten Dekade.

Beim Durchlauf des SäHfera von Hull bis 9999 werden am ODER-Ausgaiig insgesamt 90 Impulse erscheinen, raid awar in dor Weise, dass ihre zeitliche Folge bsw« Yorteilung einer coa-Funktion entspricht.

Die Zählfrequeue ist so eingestellt, dass für maximale Phasenverschiebung bsw. maxixiale TorÖffmmgozeii, welche einem anzuzeigenden Winlrel von ψ - 90° entspricht» der Zähler gerade einen Durchlauf von lull bis 9999 vervollständigt. I¹Ur kleinere "eiten bsvr. Winkel stoppt der Zähler dazwischen und am Augang der UflD-ODER-Hatrix erscheint eine bestiramte Anaahl von kleiner ala 90 Impulsen. Biese Impulse werden von einem zweiten, nur zweistelligen Zähler aufgenommen, der dann unmittelbar daa entzerrte Ergebnis als Einfallswinkel φ innerhalb eines Quadranten digital anseigt»

Um alle Quadranten su erfassen und eu unterscheiden, wird die eben im Prinzip bescliriebene Anordnung folgendermaß sen erweitert (Abb. 5j 6) und die Antennen a und b so hintereinander montiert, dass deren. Terbindimgslinie parallel aur Flugrichtung verläuft (Abb. 3). Der vierdelcadige Hauptßähler wird als umsclialtbarer Vorwärtö-Elickwärts-Zähler ausgeführt. Durch die "bereits erwähnte Hochfrequena-Umwegleitung, die auch eine feste Phasenvorverscliiebung in der Zufiihrung der Antenne I) von der Gr?j3se der maximalen Phasendifferenz darstellt, erscheint ein Verechiebungsmaxlinum an den Antennen als VerschiebungB-Null am digitalen Phasenmagser und entspricht somit dem Einfallswinkel ^ = O relativ sur Elngriclitung? beim Signal von hinten, gleich 180° Einfallswinkel, d. Ji. mit der Flugrichtung, wird die grösstmögliche VeraeiiletRmg "bzw. Zeitdifferenz am Phasenmesser dargestellt.

Da die Zählfrequens des Hsuptsählere so ausgelegt ist, dass er

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in der Zeit» welche Ψ = 90· entspricht, einmal vom O Ms 9999 hochläuft, dies aber erst die halbe maximale Zeitdlffer-eiciz stellt, wird der Zähler in diesem Zeitpunkt auf trieb umgesehaltet und läuft mit kleiner werdenden werten gegen Hull zurück, was dann 18ö° Einfallswinkel ent*· spricht. Während des Rücklaufes wird die MD-ODBR-Matrix in umgekehrter Folgerichtung angesteuert. Deren Atta gangs-impulse sind in ihrer Folge spiegelbildlich vergliohen mit der Vorlauf*- period«, d. h. sie bewirken eine korrekte Entzerrung der eps-Funktion im 2. Quadranten« Die absolute Eahl der Impulse wird vom zweiten Zähler erfasst und betrögt maximal 180 entsprechend dem Einfallewinkel von 180°. Die Phasenverhältniese der Quadranten 1 und 2 sind gleich denen der Quadranten 3 und 4. Um die Vierte 181 bis 360 richtig darzustellen, obwohl sich der Stand dee zweiten Zählers auf denVJerten 0 bis 180* der Quadranten 1 und 2 bewegt, ist der Dekoder dieses Zählers, welcher die binäri-eodierten-degimal-Signale (BCD) in Deaimal-Zahleu überführt, für weehselweisen Betrieb doppelt ausgelegt, für normale Decodierung und für Decodierung 360 minus dem echten Stand dee Zählers, b. B. werden 110° zu 360 - 110 = 250° an der Anzeige· Durch diese Art der Entschlüsselung kann die aonst für den Tollen Bereich von 360° erforderliche OTTD-ODER-JYhtrix auf 90°, d. h. auf ein Viertel reduziert werden. Das notwendige Umschaltsignal zwischen beiden Decodern liefert die schon beschriebene Anordnung zur Aufhebung der Mehrdeutigkeit.

Um auf einem Aneeigeinetrument gleichzeitig mehrere Peilwerte verschiedener Stationen sichtbar zu machen und ausserdem für eine bestimmt· Zeit zu speichern, wird eine 360° Rundskala mit am Umfang angeordneten Mmpchen (z. B. 72) verwendet. Anstatt eines Zeigers gibt das Aufleuchten eines bestimmten Lämpchens den Peilwert an. Mittels einer Verzögerungsschaltung wird das Lämpohen erst einige Zeit, nachdem der eigentliche Peilvorgang beendet ist, wieder ganz gelöscht. Während dieser Zeit klingt die Helligkeit des Lämpehens langsam ab und es können mehrere andere Stationen, die auf demselben Kanal nacheinander sprechen,

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angepeilt und dann gleichseitig angezeigt werden, wobei die letztdurchgeführten Peilungen von den früheren eindeutig an der Helligkeit der Lämpchen erkannt v/erden können. Diejenige Peilung, welche während des Empfanges einer Station durchgeführt wird, ist ausserdem durch periodisches Blinken des einen zugehörigen Mmpehe-ns gekennzeichnet. Somit ergibt sich i'.. B. für eine enfliegende Maschine oder für die Bodenstelle eine Situationeil^ersicht öer Positionen und Bewegungen aller Haßohinen in der Umgebwig dee Ländeplätze3, da jede dieser Maschinen nach den luftverfcehrsregeln verpflichtet ist, mit der Bodenstelle in kurzen Abständen in Funkkontakt zu treten. Zur erleichterten Deutung des Leuehtbildes können verschiedenfarbige Lämpehen zur Verfügung stehen, die jeweils einer bestimmten Maschine oder Bodenstelle zugeordnet werden.

AnaTHFÜßhe ι

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Claims (1)

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   UKVi-Peilgerät, bei dem die Spannungen von zwei oder mehr örtlich getrennten Antennen abwechselnd und in schneller Folge mittels Schalter abgetastet und einem Empfänger zugeführt werden, aus dessen Phasenänderungen der 'Zwischenfrequ8Ti2 mittels einer digitalen elektronischen Anordnung der Einfallswinkel des Hoohfrequenzaignals ermittelt, wird, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine digitale Zeitmessung zwischen phasengleichen Punkten der Zwisehenfrequensspannung die Phaseninformation abgetastet wird, in der Weise, dass der erste Schaltpunkt (a. B« Nulldurchgang) einen elektronischen Zähler startet und gleichzeitig den elektronischen Antennenumschalter (1) betätigt, und dass das von der zweiten Vergleichsantenne gelieferte und phasenverschoben Signal bei seinem Bulldurchgang den Zeitmesser stoppt, dessen angezeigte verflossene Zeit, unter Berücksichtigung einer definierten Vorverschiebung zur Eliminierung von Umsehaltverzerrungen, ein Maas für die Phasenverschiebung beider Antennenspannungen und damit für den Einfallswinkel dee Hoohfrequenzaignals ist.

   UKW-Peilgerät nach Anspruch 1, dadurch gekannzeichnet, dass eine Mehrdeutigkeit der Peilung verhindert wird durch eine dritte Antenne, die benachbart zu einer der beiden Hauptantennen (a, b) so montiert ist, dass sich ein we&*geöffneter Faltdipol ergibt, dessen !Endpunkte durch einen Umschalter wechselweise an die abgehende Leitung bzw· an Erde umschaltbar sind und somit in beiden Stellungen eine unterschiedliche Peilung ergeben, die zur Vermeidung der Mehrdeutigkeit auswertbar ist.

   UKW-Peilgerät nach Anspruch 1 und 2 mit einer Einrichtung zur Kompensation der bei wechselnder Empfangewellenlänge und konstantem Antennenmbstand entstandenen Änderung der Funktion der Phasenverschiebung in Abhängigkeit vom Ein«

   *) vertikalstehender, halber

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   fallsv/inkel, unter der Toraussetzung, -d'&ss der Phasenvergleich beider Antenneusignale mittels einer digitalen Zeitdifferenzmessung durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle der 2. Antenne <b) mittels weiterer Antennenumsahalter (2a, 2b) zunächst die 1. Antenne (a) über ein verlängertes Hoehfreq.uenzkabel an den Empfänger geschaltet wird in der Weise, dass die Verlängerung exakt der elektrischen Laufzeit zwischen beiden Antennen in !Luft entspricht und somit für eile Wellenlängen die Bedingungen der maximal möglichen Phasenverschiebung simuliert bzw. für den Einfallwinkel Ψ ■=■ 90° ein Kriterium bildet« auf welches die Auswerteinrichtung eiehbar ist,

   4. UKVi-Pe ilgerät nach Anspruch 1 bis 3 iait einer elektrischen Regelschaltung zur Regelung einer Oszillatorfrequenz, deren Schwingungen während einer vorgegebenen Zeitspanne von einem Zähler erfasst werden, auf das Kriterium einer definierten Anzahl von Perioden (Zählerstand) während dieser Zeitspanne, dadurch gekennzeichnet, dass für die Zeitdifferenz zwischen Erreichen des Zählerstandes und der festgelegten Zeitspanne durch logische Schaltelemente ein Impuls erzeugt wird» welcher mittels eines Impulszeit-zu-Spannungskonverter in eine etwa proportionale Gleichspannung umgewandelt und gespeichert, über ein veränderliches Reaktanzglied am Zählfrequenzoszillator dessen Frequenz in der Weise verändert, dass der Impuls in jedem folgenden Zyklus kleiner wird bie gegen den Wert Null und damit die Zählfrequenz so beeinflusst, dass der definierte Zählerstand gleichzeitig mit dem Ende der vorgegebenen Zeitspanne erreicht wird·

   5. UKW-Peilgerät nach Anspruch 1 bis 4 mit einer Einrichtung zur hochgenauen Linearisierung der Abhängigkeit von relativer Phasenverschiebung α und Einfallswinkel^, deren normaler Zusammenhang durch die oos-Funktion bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgänge jeder Dekade des

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   bei der digitalen Zeitmessung verwendeten Zählers an eine Decodiermatrix geführt sind, welche aus einer von der Bereichsauflösung bestimmten Anzahl von logischen UND-Gliedern besteht, deren Ausgänge auf ebensoviele Eingänge eines ODER-Gliedes führen, an dessen Ausgang bei Erreichen des Zählerstandes gleich einer der UND-Bedingungen ein logisch auswertbarer Potentionalsprung entsteht, und dass die UUD-Bedingungen jedes einzelnen Gliedes einer mehrstelligen Tafel der natürlichen goniometrischen cos-Pimktionen entnommen und durch entsprechende Anschlüsse in jeder Dekade der Zählerausgänge festgelegt sind, so dass eine Impulsfolge mit zeitlicher Verteilung entsprechend der festgelegten cos-Funktionen entsteht und von einem 2. Zähler gezählt wird, welcher dadurch die linearisierte Funktion beschreibt (Abb. 6)v

   6. UKW-Peilgerät nach Anspruch 1 bis 5 mit einer Einrichtung zur Anzeige des auf einem digitalen Phasenwinkel-Zeitmesser und einem Entzerrer, die nur für den Bereich eines Quadranten von 0 bis 90° ausgelegt sind, gelieferten Wertes über alle 4 Quadranten, dadurch gekennzeichnet, dass der Zähler in dem Zeitmesser als vorwärts-rückwärts-Zähler aufgebaut ist und bei Erreichen eines Standes, welcher dem 1. Quadranten entspricht (90°) dr^oh einen bei diesem Stand logisch erzeugten Impuls von Vorwärto-auf-Rückwärtsbetrieb umgeschaltet wird und somit rüokwärtβzählend den Ausgangsetand Null bei einer Geeamtimpulszahl erreicht, die dem Ende des 2. Quadranten (180°) entspricht, und dass der zweite Zähler im 3. und 4. Quadranten eine weitere, parallelgesohaltete Dekodieranordnung aufweist, die jeden Momentan-Zählerstand nicht echt, sondern zahlenmässig von 360° subtrahiert, wiedergibt.

   7. UKW-Peilgorät nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur gleichzeitigen Anzeige mehrerer- Peilwerte und deren Beurteilung nach der seit der Peilung verflossenen Zeit eine 360°-Rundskala mit am Umfang angebrachten Mi-

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   krclämpchen, die nach dem Peilvor;^ang verzögert in ihrer HeMgkeit abklingen und erlöaehen, verwendet ist.

   8. TJKW-Peilgerät naoh Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Frcquenzmessänordnimg die Frequenzabweichungen pjur Sollfrequenz des Funkkanala, auf dem verschiedene Stationen nacheinander angepeilt werden, relativ misst und die Messwerte in Form einer Gleichspannung während einer bestimmten Zeit von etwa einer Minute gespeichert werden, und dadurch bei wiederholter Peilung derselben Station innerhalb der Speicherzeit diese wiedererkannt und die Wiedererkennung ζ. B. durch Zuordnung der zuvor gehabten Lämpchenfarbe am Anzeigeinstrument oichtbar gemacht wird.

   Der Patentanwalt

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