DE2150009B2

DE2150009B2 - Funkpeilanordnung

Info

Publication number: DE2150009B2
Application number: DE19712150009
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-10-07
Filing date: 1971-10-07
Publication date: 1973-11-22
Also published as: DE2150009C3; DE2150009A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Funkpeilanordnung zum :ilen von Raumwellen mit zwei gleichen zueinander irallel oder koplanar in einem Abstand angeordneten id gemeinsam um einen von ihnen gleich weit entrnten Mittelpunkt schwenkbaren Peilantennen, wo- :i die Ausgangsspannung der einen Peilantenne und e der anderen gegeneinandergeschaltet sind.
Derartige Anordnungen sind bereits seit langer Zeit ir Peilung von Raumwellen als sogenannte Doppelhmenpeiler bekannt. Sie bestehen im einfachsten ill aus zwei vertikalen Peilrahmen, die am Ende eines jrizontalen Balkens od. dgl. in koplanarer oder ^axialer Anordnung befestigt sind, der in seiner Mitte um eine vertikale Achse drehbar gelagert ist. Die Ausgangsspannungen der beiden Rahmen sind gegeneinandergeschaltet, und ihre Differenz wird dem Eingang eines Peilempfängers zugeführt. Wegen ihrer vier NuIls stellen, von denen zudem zwei in ihrer Lage von der jeweiligen, völlig unbekannten Polarisation der einfallenden Raumwelle abhängig sind, haben sich diese Doppelrahmenanordnungen in der Praxis nicht durchgesetzt. Um diese durch die Polarisation der einfallenden

ίο Raumwelle bedingten Nachteile dieser vorerwähnten Antennenanordnung zu vermeiden und um alle sonstigen Polarisationsfehl or des Peilrahmens von vornherein auszuschließen, hat sich die Adcockantenne eingebürgert, die, zumindest in der Theorie, nur die vertikale Komponente der elektrischen Feldstärke der einfallenden Welle aufnimmt. Im praktischen Peilbetrieb zeigt es sich jedoch, daß ein Adcock oft auch dann keine eindeutige Peilanzeige (bzw. beim Peilen mit einem Doppelkanalsichtfunkpeiler, elliptische Aufspaltung der Peilanzeige) liefert, wenn mit Sicherheit nur eine einzige Raumwelle am Peilort eintrifft. Bei solchen Ellipsenanzeigen, die sich oft noch infolge von Polarisations-Phasen- und/oder Amplitudenänderungen der einfallenden Raumwelle zeitlich rasch verändern, ist im alias gemeinen eine einwandf reieRichtungsbestimmung nicht möglich. Diese Erscheinung läßt sich etwa dadurch erklären, daß beim Auftreten einer starken Horizontalkomponente der elektrischen Feldstärke die beiden Liniarsntennen eines Adcocks wie eine Zweidrahtleitung wirken, die einen beträchtlichen Anteil aus der horizontalen Feldstärkekomponente aufnimmt, die in allgemeinen gegenüber der gleichzeitig aufgenommenen vertikalen Komponente phasenverschoben ist. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Funkpeilanordnung anzugeben, die die Nachteile der vorerwähnten Peilantennenanordnungen vermeidet, und mit der das Azimut einer einfallenden Raumwelle weitgehend unabhängig von deren Polarisation richtig gepeilt werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß jeder der im Abstand angeordneten Peilantennen noch eine weitere am gleichen Ort zugeordnet ist und gegenüber jener jeweils um einen Winkel verdreht ist und daß die Ausgänge von jeweils zwei zueinander parallelen oder koplanaren Peilantennen direkt oder über gekuppelte Goniometer gegeneinandergeschaltet und an je einen der beiden Eingänge eines Doppelkanalpeilers angeschlossen sind.

Zur Durchführung der Erfindung sind zw;ir nicht nur Peilantennen mit einer Sinuscharakteristik, sondern auch z. B. solche mit einer sin² ·— oder — wenn auch mit einigen Nachteilen — mit einer Kardioidencharakteristik verwendbar. Eine besonders vorteilhafte und einfache Realisierung der Erfindung ergibt sich jedoch dadurch, daß die einzelne Peilantenne durch einen Peilrahmen gebildet ist und jeder Peilrahmen durch einen zu ihm um 90° verdrehten weiteren Peilrahmen zu einem Kreuzrahmensystem ergänzt ist. Auf dem Anzeigeschirm eines an eine solche Anordnung angeschlossenen Doppelkanalsichtfunkpeilers ergibt sich beim Einfall einer Raumwelle dann zunächst eine Strichanzeige, die der Peilrichtung entspricht, solange die elektrische Feldstärke der Raumwelle keine horizontale Komponente aufweist. Wegen der im allgemeinen stets vorhandenen horizontalen Komponente ist jedoch auf diese Strichanzeige kein Verlaß. Wird jedoch die erfindungsgemäße Anordnung um den gemeinsamen Mittelpunkt geschwenkt, dann verschwin-

3 ^! 4

det die Strichanzeige auf dem Bildschirm, und es er- während die koaxialen Rahmen eine vierzipflige, bi-

gibt sich ein leuchtender Punkt, wenn die Normale zu polare Kennlinie aufweisen:

der Verbindungslinie der Kreuzrahmensysteme mit der

Azimutrichtung der einfallenden Raumwelle überein- K₂ = sin 2(p — ^₁).

stimmt. Diese Anzeige ist unabhängig von der Polari- 5

sation der Raumwelle, da bei dieser Einstellung der In diesen Formeln bedeutet ρ den Azimutwinke! der

erfindungsgemäßen Antennenanordnung die jeweils einfallenden Welle und q_x die Richtung der Normalen

gegeneinandergeschalteten koplanaren und koaxialen zum Träger 1 gegen die Bezugsrichtung, die an der

Rhamenpaare^er Kreuzrahmensysteme die Spannung Peilskala abgelesen werden kann. In F i g. 2 ist der

Null liefern. io Träger 1 in Peilstellung gezeichnet, für weiche ρ = q_x

Bei einer besonderen Ausführungsform der Er- gilt. Das Peilkriterium ist auf dem Bildschirm 12 des

findung ist jeweils ein Kreuzrahmensystem an den Doppelkanalsichtfunkpeilers zu entnehmen. Es be-

beiden Enden eines um eine vertikale Mittelachse dreh- steht normalerweise in dem Übergang einer strichför-

baren horizontalen Trägers angeordnet. Ein hierzu migen Anzeigefigur in einen Punkt,

äquivalentes Ausführungsbeispiel mit ortsfesten Anten- 15 Beim Einfall einer Welle aus einem bestimmten

nen ergibt sich dadurch, daß unter sich parallele Azimut ist die Peilfigur auf dem Bildschirm ein Strich

Kreuzrahmensysteme ortsfest und in gleichmäßigen Ab- unter dem Winkel q„ gegen die Bezugsrichtung. Dieser

ständen auf den Umfang eines Kreises angeordnet Winkel kann aus den an die beiden Kanäle angelegten

sind, wobei die Ausgänge paralleler oder koplanarer Spannungen ermittelt werden.

Rahmen in Gegeneinanderschaltung an ¹Je Feldspulen 20

von Goniometern, deren Suchspulen mechanisch ge- ^ 2 sin² (p — q^) _N

kuppelt sind, angeschlossen sind, so daß jedes Gonio- tg?2 = -— = ~~~~Z~. Γ ⁼ '? ^ "^¹'

meter von der gleichen Anzahl Differenzspannungen - sin_ (P-^₁)
gespeist wird, und daß die gekuppelten Suchspulen an

die Eingänge des Doppelkanalpeilers geschaltet sind. 25 fc = P — <7i ·

Im Rahmen der Erfindung empfiehlt es sich, daß die

einzelnen Peilrahmen zueinander koplanar bzw. ko- Für die Strichlänge gilt folgender Ansatz:
axial, also nicht nur parallel, sind. Die Seitenbestimmung kann in an sich bekannter Weise mit Hilfe einer 1 = | K₁- -r K₂ ² = sin (p — ^₁).
linearen Hilfsantenne und eines der Rahmen erfolgen. 30

Die Erfindung bietet aber auch die Möglichkeit, daß in Die Strichlänge verschwindet also für ρ = ^₁, wobei

der Mitte der Kreuzrahmen ein drehbarer Peilrahmen q_x mit Hilfe des Peilzeigers auf der Peilskala (F i g. 2)

zur Seitenbestimmung vorgesehen ist, der mit den zu abgelesen werden kann7

ihm koplanaren Rahmen zusammengeschaltet wird. Für eine mit horizontaler Polarisation einfallende

Die Erfindung ist in der Zeichnung an Hand einiger 35 Welle vertauschen sich zwar die Kennlinien, so daß eine

Ausführungsformen mit Peilrahmen beispielsweise und infolge der Rahmenfehler um 90° verdrehte Strichan-

schematrch dargestellt. Es zeigt zeige auf dem Bildschirm erscheint. Die Strichlänge

F i g. leinedrehbare Doppelkreuzrahmenanordnung verschwindet jedoch nach wie vor für die Stellung

in einer Ansichtszeichnung, /, = ^₁ des Trägers 1. so daß das Peilkriterium von der

F i g. 2 eine schematische Grundrißzeichnuug einer 40 Polarisationseinrichtung der ankommenden Welle unAnordnung gemäß F i g. 1, abhängig bleibt. Dies gilt auch für beliebige Zwischen-

F i g. 3 die entsprechenden Schaltverbindungen, lagen der Polarisation und rührt davon her, daß Wellen

F i g. 4 einen schematischen Grundriß einer Anord- aus einer Einfallsebene senkrecht zum Träger 1 infolge

nung mit \ier ortsfesten Kreuzrahmen und der Gegeneinanderschaltung phasen- und amplituden-

F i g. 5a und 5b zwei gleichwertige Schaltungen 45 gleicher Spannungen keine Anzeige hervorrufen kön-

der Anordnung nach F i g. 4 mit zwei gekuppelten nen.

Goniometern und einem dazugehörenden Doppel- Das erfindungsgemäße Peilverfahren erfordert als

kanal-Sichtfi-r'kpeiler. Miniumumverfahren einen genauen, einmaligen Ab-

In F i g. 1 ist der um eine senkrechte Achse drehbare gleich der Antennensysteme, der beispielsweise durch

Träger mit 1 bezeichnet. Er trägt an beiden Enden in 50 Betätigung einstellbarer Wirk- und Blindleitwerte in

gleicher Entfernung von der Mitte die beiden parallelen den Abgleichkästen 8 und 10 (F i g. 3) nach Betrag und

Kreuzrahmensysteme 2 und 3, wobei die Einzelrahmen Phase erfolgen kann.

21 und 31 koplanar, dagegen die Einzelrahmen 22 i;nd Die Peilanordnung nach F i g. 1 ist besonders auch 32 koaxial sind. In der Mitte befindet sich in koplanarer für mobile Stationen geeignet. In diesem Fall wird man Anordnung ein weiterer, zur Seitenbestimmung dienen- 55 die Peilrahmen zweckmäßigerweise als Ferritrahmen der Einzelrahmen 4, der sich ebenfalls mit dem Träger 1 ausbilden, um die bei Ortsveränderung hinderliche Baudreht. Mit dem Träger sind weiterhin ein Peilzeiger 5 höhe zu verringern.

und ein Seitezeiger 6 (F i g. 2) fest verbunden, die über Zur Seitenbestimmung dreht man in an sich bekann-

einer raumfesten Winkelskala spielen. ter Weise den Träger 1 aus der Peilstellung und ermit-

Die Rahmen 21, 31 und 22,32 werden, wie in F i g. 3 60 telt dann aus dem Zusammenwirken der unipolaren

dargestellt, jeweils gegeneinander und auf die Eingänge Kennlinie dei koplanaren Rahmen K₁ = 2 sin² {p—qi)

8 und 10 desSichtfunkpeilers mit den Empfangskanälen mit der bipolaren Kennlinie K₃ = sin (p — q/) des in

9 und 11 und der Anzeigeröhre 12 geschaltet. Die ko- der Mitte aufgestellten, ebenfalls koplanaren Rahmens 4 planaren Rahmen haben (für normale Polarisation der (F i g. 1) in bekannter Weise durch Vergrößern oder ankommenden Welle) eine zweizipflige, unipolare 65 Verkleinern des Leuchtstriches die Seite der Peilung. Empfangskennlinie Dabei ist ρ — </_t' = 90°, und durch diesen Wert wird

K₁ = 2, A'_:, = ±1, während die koaxialen Rahmen in

K₁-I sin² (p — <7,), dieser Stellung keine Spannung liefern (K₂ — 0).

Da bei stationären Anlagen gewöhnlich ein größerer U₁ = A: (cos²/? cos x_g + sin ρ · cos ρ · sin <*„)

Platz zur Verfugung steht, kann man dort die Basis = k cos ρ · cos (p — <\_g)

(den Abstand der Antennen) und damit die Peilemp- _{v k} _(sin _p._cosp. _{cos Ä + sin}2 _p _sin _Xg)

findlichkeit erhöhen. Man gelangt zu einer zu F ι g. 1 _ _k _sj_n _ . _cos r _ _ _α ^
äquivalenten Anordnung, indem man von dem Träger 5

abgeht und vier fest aufgestellte Kreuzrahmen (F i g. 4) In dem auf die Goniometer folgenden Doppelin bestimmter Weise mit zwei gekuppelten Goniome- kanalsichtfunkpeiler erfolgt dann in bekannter Weise tern 13 und 14 verbindet, deren Suchspulen einen Dop- eine Quotientenbildung, die den Ausdruck für den Anpelkanalsichtfunkpeiler 9, 11, 12 speisen. Die vier zeigewinkel q auf dem Bildschirm ergibt:
Kreuzrahmensysteme werden gleichmäßig auf dem Um- io te,q = UIU = tep oder a — p
fang eines Kreises verteilt.

Bezeichnet man die nordsüdlich ausgerichteten Für eine einzige normal polarisierte Welle erscheint

Rahmen bzw. die von ihnen gelieferten Spannungen also auf dem Bildschirm für jede Goniometerstellung

mit X₁ ... X₄ und die ostwestlich stehenden mit eine richtige Peilanzeige in Form eines Striches, der für

Y₁ ... Y₄, so liefert das eine Goniometer 14 in der 15 «„ — ρ ± 90° wieder zu einem Punkt entartet. Diese

Zusammenschaltung nach F i g. 5a folgende Suchspu- Goniometerstellung, aus der sich das Azimut entneh-

lenspannung: men läßt, ist von der Polarisation der Welle unabhängig.

U₁ = (X₁ — X₂) cos Xg₁ + (X₃ — X₄) sin *_ffl, Die Zusammenfassung der koplanaren und der

zo koaxialen Spannungen kann auch nach dem Sehern"

und die Suchspule des zweiten Goniometers 13 ergibt in gemäß F i g. 5b erfolgen. Das Peilergebnis bleibt das-

analoger Weise selbe.

Die Erfindung ermöglicht also mit verhältnismäßig

V₂ = (Y₁- Yi) cos Xg₂ + (Y₃- Y₄) sin χ_ΰ2. einfachen Mitteln eine von der Polarisation einer ein-

45 fa.icnden Raumwelle unabhängige, einfach durchzu-

Gemäß dei Erfindung wird also in jedem det Gonio- führende Peilung. Selbstverständlich können an Stelle

meter jeweils ein koplanares mit einem koaxialen An- der Kreuzrahmen auch Adcock-Systeme verwendet

tennensystem gekoppelt. Bei Einfall einer normal pola- werden. Bei Ausführung mit Adcock-Antennensyste-

iibicften Welle ergeben sich folgende Ausdrücke für men prgibt sich lediglich ein geringer Nachteil wegen

die Differenzspannungen: 30 der eingangs erwähnten Fehlerhaftigkeit des Aücocks

bei horizontal polarisierten Feldstärkekomponenten. Beim Einfall einer zweiten Raumwelle gleichzeitig mr

Xi - X* = ^{k C0S}*P (koplanares System) ersten, welche gepeilt werden soll, entartet die dann

X₃- X_x = k sin ρ cos ρ (koaxiales System) sich zunächst ergebende elliptische Anzeige bei Einstel-

„ ., , . ,, . , „ , . 35 lung der Anordnung auf das Azimut der ersten Raum

Y₁ - Y₂ = k sin/? cos ρ (koaxiales system) _wdf_{e nicht} _m _{einem Strich (an s Ue ejnes punktcs)}

Y₃- Y₄ = k sin²/? (koplanares System) sondern zeigt weiterhin eine allerdings veränderte ellip

tische Aufspaltung, wenn die zweite Raumwelle eini entsprechende horizontale Feldstärkekomponente auf

₍ Da die Einstellungswinkel der Goniometer zwang- 40 weist. Die verhältnismäßig selten auftretende Auf gab

'' läufig gleich sind (x_gi = κ_β2 = <x_g), ergeben sich der Peilung zweier gleichzeitig einfallender Wellen is

für die Spannungen der Suchspulen folgende Werte: jedoch nicht Aufgabe der vorliegenden Erfindung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

150 009 Patentansprüche:

1. Funkpeilanordnung zum Peilen von Raumweilen mit zwei gleichen zueinander parallel oder koplanar in einem Abstand angeordneten und gemeinsam um einen von ihnen gleich weit entfernten Mittelpunkt schwenkbaren Peilantennen, wobei die Ausgangsspannung der einen Peilantenne und die der anderen gegeneinandergeschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Peilantenne (2ϊ, 31) noch eine weitere (22, 32) am gleichen Ort zugeordnet ist und gegenüber jener jeweils um einei. Winkel vei dreht ist und daß die Ausgänge von jeweils zwei zueinander parallelen odei koplanaren Peilantennen (21, 31; 22, 32) direkt oder über gekuppelte Goniometer (13, 14) gegeneinandergeschaltet uix' an je einen der beiden Eingänge eines Doppelkanal-Peilers (9,11,12) angeschlossen sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelne Peilantenne durch einen Peilrahmen (21, 31) gebildet ist und jeder Peilrahmen durch einen zu ihm um 90° verdrehten weiteren Peilralmen (22, 32) zu einem Kreuzrahmensystem (2, 3) ergänzt ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Kreuzrahmensystem (2, 3) an den beiden Enden eines um eine vertikale Mittelachse schwenkbaren horizontalen Trägers (1) angeordnet ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß unter sie' parallele Kreuzrahmensysteme (Λ',,, Υ») ortsfest und in gleichmäßigen Abständen auf dem Umfang eines Kreises angeordnet sind, wobei die Ausgänge paralleler oder koplanarer Rahmen in Gegeneinanderschaltung an die Feldspulen von gekuppelten Goniometern (13, 14) angeschlossen sind, so daß jedes Goniometer von der gleichen Anzahl Differenzspannungen gespeist wird, und daß die gekuppelten Suchspulen der Goniometer an die Eingänge des Doppelkanal-Peilers (9,11, 12) geschaltet sind.

5. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Peilrahmen zueinander koplanar bzw. koaxial sind.

6. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte der Kreuzrahmen ein weiterer koplanarer Rahmen zur Seitenbestimmung vorgesehen ist.