Zu der Gruppe der phasenempfindlichen Peilverfahren gehö
ren sowohl Einkanalempfänger als auch Mehrkanalempfänger,
wie beispielsweise der Watson-Watt-Peiler mit Amplituden
auswertung der Antennenspannungen oder der Interferometer
peiler, der die Antennenspannungen phasenmäßig auswertet.
Als Empfangsantenne dient weitverbreitet das Adcock-Anten
nen-Prinzip. Dieses ist im wesentlichen dadurch gekenn
zeichnet, daß Antennenmasten symmetrisch auf einem Kreis
angeordnet sind (es können auch Rahmenantennen sein; un
gleiche Winkelanordnungen sind auch bekannt). Die Anten
nenspannungen der sich jeweils diagonal gegenüberstehenden
Antennenmasten werden mit umgekehrten Vorzeichen addiert.
Bei einem 4-fach-Adcock ergeben sich durch diese Addition
direkt die Antennenspannungen für die Empfangskanäle des
Watson-Watt-Peilempfängers, mit dem unter Berücksichtigung
des Aufstellwinkels zu einer Referenzrichtung die Richtung
des empfangenen Signales ermittelt wird. Ein Adcock-Anten
nensystem liefert systembedingt azimutabhängige Peilfeh
ler, die eine bestimmte Größe nicht überschreiten dürfen.
Da diese Peilfehler vom Verhältnis des Durchmessers des
Antennensystems zur Wellenlänge des empfangenen Signales
(D/λ) abhängig sind, darf beispielsweise ein 4-fach-Adcock
nur bis zur einer oberen Betriebsfrequenz ausgenutzt wer
den, bei der der Durchmesser des Antennensystems etwa ei
ner Fünftel-Wellenlänge entspricht. Die peilfehlerabhängi
ge Begrenzung der maximalen Betriebsfrequenz hat zur Fol
ge, daß die Peilspannungen relativ niedrig sind. Eine er
hebliche Verbesserung bezüglich der Ausnutzbarkeit des
Frequenzbereiches und der Erhöhung der Empfindlichkeit bei
Einhaltung der geforderten Peilgenauigkeit stellt der
n-fach-Adcock dar [Lit.: Funkpeiltechnik, R. Grabau, K. Pfaff,
S. 120 ff]. Wie aus Fig. 4a und b ersichtlich, ist der
8-fach-Adcock dem 4-fach-Adcock bezüglich Empfindlichkeit
und Peilgenauigkeit überlegen.
Die Antennenspannungen eines n-fach-Adcocks werden durch
gezielte Zusammenfassung (Gewichtung) der Einzelspannungen
in Reduziergoniometern oder Koordinatentransformatoren ge
wonnen. Im einfachsten Fall kann diese Gewichtung durch
Widerstandsnetzwerke vorgenommen werden, womit allerdings
eine empfindlichkeitsreduzierende Dämpfung verbunden ist.
Zur Verminderung von Einspeisungsverlusten werden daher
verlustarme, entsprechend dimensionierte HF-Transformato
ren eingesetzt, jedoch schränken deren unvermeidbare
Streuinduktivitäten und Schaltkapazitäten den gewünschten
breiten Frequenzbereich ein.
Die Amplitude der Peilspannung einer Adcock-Antenne wird
wie der systembedingte Peilfehler ebenfalls durch das Ver
hältnis D/λ bestimmt. Der sinusförmige Spannungsverlauf
weist bei D/λ = 1,22 (8-fach-Adcock) eine Nullstelle auf.
Da es aus diesem Grunde nicht möglich ist, mit nur einem
Adcock beispielsweise den gesamten Frequenzbereich der
Kurzwelle von 1 bis 30 MHz zu erfassen, werden Mehrfach
systeme sowohl im HF- als auch im VHF/UHF-Bereich einge
setzt, wobei diese konzentrisch ineinander (HF) oder über
einander (VHF/UHF) aufgebaut sind. So kann z. B. ein Dop
pelsystem aus einem inneren 8-fach-Adcock mit einem Durch
messer (Basis) von 10 m und einem äußeren 16-fach-Adcock
mit einem Durchmesser von 40 m bestehen, wobei der innere
Adcock den höheren Frequenzbereich und der äußere den un
teren umfaßt [DE 27 14 349]. Die Umschaltung der Antennen
basen erfolgt üblicherweise mit der Frequenzeinstellung
des Peilers.
Das Erzielen einer optimalen Empfindlichkeit über den ge
forderten breiten Frequenzbereich und das Einhalten maxi
mal zulässiger Peilfehler erfordert gemäß dem technischen
Stand Doppel-Adcocksysteme, die sowohl durch eine große
Anzahl an Einzelantennen als auch durch einen beachtlichen
Aufwand für das Zusammenschalten aller Antennenspannungen
über Reduziergoniometer gekennzeichnet sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Peilüberwachungssystem
anzugeben, das den gewaltigen, kostspieligen Aufwand eines
Doppel-Adcocksystems erheblich reduziert und dennoch für
breitbandige Anwendungen ohne Empfindlichkeitsverluste und
ohne störendes, den Peilbetrieb einschränkendes Umschalten
von Antennen geeignet ist.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einem 8-fach-Adcock, dessen
Spannungen mit einem Reduziergoniometer zwar wie bisher
bezüglich der Gewichtung der jeweils benachbarten Anten
nenspannungen zusammengefaßt werden, jedoch nicht derart,
daß sie als Differenzspannung Nord-Süd und Ost-West den
beiden Peilkanälen und als Summenspannung dem 3. Kanal zur
Seitenbestimmung eines Watson-Watt-Peilers zugeführt wer
den, sondern dadurch, daß die 4 zusammengefaßten Antennen
spannungen direkt an einen Peilempfänger mit 4 gleicharti
gen Empfangskanälen angeschlossen werden. Im Auswerteteil
des 4-kanaligen Peilempfängers werden nach Auftrennen der
Antennenspannungen in ihre Quadraturkomponenten die abso
luten Phasenlagen ermittelt. Aus den Phasendifferenzen
läßt sich dann, wie beim Interferometer-Verfahren, der
Peilwert über den Arcus-Sinus ermitteln.
Zwar benötigt das erfindungsgemäße Überwachungssystem ei
nen Empfangskanal mehr als das bekannte Watson-Watt-Ver
fahren. Dieser Nachteil ist aber wegen des wesentlich ge
ringeren Aufwandes für das Antennensystem nicht so ent
scheidend, zumal bei der heutigen modernen Technologie,
vor allem in Verbindung mit digitalen Schaltkreisen, ein
Kanalgleichlauf relativ leicht zu realisieren ist. Das
Interferometer-Verfahren, das prinzipiell mit 3 Empfangs
kanälen zur Richtungsbestimmung auskommt, benötigt für die
Beseitigung der Mehrdeutigkeiten, die auftreten, wenn der
Abstand der Antennenelemente größer als eine halbe Wellen
länge ist, noch 2 zusätzliche Kanäle. Ein weiterer Vorteil
des erfindungsgemäßen Peilsystems gegenüber dem Watson-Watt-Ver
fahren wird bei bestimmten gestörten Isophasenfel
dern offensichtlich, da nämlich in diesem Fall nicht nur
die Phase sondern auch die Amplitude verzerrt ist, die bei
der Differenzbildung im Watson-Watt-Goniometer eine unauf
lösbare Fehlerkomponente erzeugt. Dagegen wird im erfin
dungsgemäßen Peilsystem eine Fehlerkomponente im Phasen
feld bei der rechnerischen Bestimmung der Phasenlage kom
pensiert.
Die Erfindung ist in der Zeichnung Fig. 1 schematisch dar
gestellt. Die konzentrisch angeordneten Einzelantennen A1
bis A8 sind über ein Reduziergoniometer R derart zusammen
gefaßt, daß sich 4 Einzelspannungen ergeben, die den Peil
empfangskanälen direkt zugeführt werden. Fig. 2 zeigt die
bekannte 8/16-fach-Adcock-Anlage, bei der die in den Redu
ziergoniometern zusammengefaßten Antennenspannungen der
beiden Basen A und B in Form von Differenz- (x, y) bzw.
Summensignalen (z) über einen Antennbasisumschalter den 3
Empfangskanälen aufgeschaltet werden. Fig. 3 zeigt eine
Interferometeranordnung, die zur Auflösung von Mehrdeutig
keiten mindestens 5 Empfangskanäle benötigt.