DE2201536C3 - Wullenwever-Peilverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Peilverfahren nach dem Prinzip der Wullenwever-Maximum-Peilung unter Verwendung einer Antennenanordnung, die im wesentlichen aus mehreren auf einem Kreisbogen angeordneten Einzel-Antennen besteht, die zur Erzeugung eines umlaufenden Richtdiagrammes zu Antennengruppen zusammengeschaltet werden, wobei das einfallende Strahlungsfeld schrittweise mit fester, vorgegebener Rasterschrittweite abgetastet wird.

Btksnnte Wullenwever-Peilanordnungen arbeiten mit einem kontinuierlich umlaufenden Richtdiagramm, wobei die Drehung durch elektromechanische oder elektronische Steuerungen herbeigeführt wird. Mit elektromechanischer Steuerung ist die Peilung jedoch zu langsam. Bei Verfahren mit elektronischer Steuerung ist dagegen von Nachteil, daß die Hauptkeulen der Richtungsdiagramme sowohl die Halbwertsbreite als auch die Nebenzipfeldämpfung verändern. Außerdem sind elektronische Steuerungen sehr aufwendig.

Des weiteren ist bereits bekannt, das Strahlungsfeld schrittweise mit fester, von der Anzahl der Einzel-Antennen abhängiger Rasterschrittweite abzutasten und aus der Symmetrie von Meßpunkten auf die Peilrichtung zu schließen. Um eine für genauere Messungen ausreichende feinstufige Rasterschrittweite zu erhalten, ist bei der Durchführung solcher Verfahren eine relativ aufwendige Antennenanordnung mit sehr vielen Einzel-Antennen erforderlich. Außerdem ist aus den Symmetriebetrachtungen bei der Auswertung der Meßergebnisse der Peilfehler nur sehr grob abzuschätzen.

Der vorliegenden Erfindung Hegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber den bekannten Verfahren mit wesentlich geringerem Aufwand durchführbares Peilverfahren zu entwickeln, das sich zusätzlich durch eine

ίο hohe Meßgenauigkeit und Schnelligkeit auszeichnet

Es hat sich nun herausgestellt, daß diese Aufgabe mit einem Peilverfahren der eingangs genannten Art gelöst werden kann, das darin besteht, daß der Antennenanordnung über eine Schaltmatrix ein Verzögerungsnetz- werk, mit dem die Hauptstrahlungsrichtungen der Gruppen auch auf Richtungen außerhalb der Symmetrierichtungen der einzelnen Antennengruppen einstellbar sind, derart nachgeschaltet wird, daß die durch den Winkelabstand benachbarter Einzel-Antennen be stimmte Rasterschrittweite unterteilt wird, und daß mit Hiife eines Rechners die in Abhängigkeit von den eingeschalteten und schrittweise weitergeschalteten Hauptstrahlungsrichtungen gemessenen Antennensignale mit der theoretischen Funktion der Strahlungsdia- gramme der Antennengruppen nach den Gesetzen der Ausgleichsrechnung ausgeglichen bzw. die entsprechenden Meßpunkte nach diesen Gesetzen miteinander verbunden werden.

Das Verzögerungsnetzwerk kann dabei erfindungs-

gemäß Umwegleitungen enthalten.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsart der Erfindung werden gleichzeitig Richtdiagramme mehrerer Hauptstrahlungsrichtungen bzw. mehrerer Antennengruppen aufgenommen und ausgewertet, wobei jede Einzel-Antenne zu jedem Zeitpunkt jeweils nur einer Antennengruppe angehört.

Erfindungsgemäß kann also die Peilung mit Antennenanordnungen durchgeführt werden, die aus relativ wenigen Einzelelementen bzw. Einzel-Antennen beste hen und dennoch eine schnelle Peilung mit hoher Meßgenauigkeit ermöglichen. Ein weiterer wesentlicher Vorteil gegenüber den bekannten Peilverfahren besteht darin, daß sich bei der erfindungsgemäßen Peilung der Peilfehler auf einfache Weise und in engen Grenzen ermitteln läßt, weil durch die Anwendung der Ausgleichsrechnung bei der Auswertung der gemessenen Antennensignale ständig der Verlauf des gemessenen Richtdiagramms mit dem ungestörten Richtdiagramm der Antennenanordnung verglichen wird. Die

jo Abweichung des gemessenen von dem ungestörten Richtdiagramm entspricht jedoch weitgehend dem Peilfehler.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden

si Beschreibung hervor.

Nach einer Ausführungsart der Erfindung sind die Einzel-Antennen über eine Schaltdiodenmatrix mit einem Verzögerungsnetzwerk verbunden, das zur Phasendrehung b>.w. Verzögerung frequenzunabhängi-

W) ge Umwegleitungen enthält, Diese Umwegleitungen sind derart dimensioniert, daß bei einer phasenrichtigen Summierung der Ausgangsspannungen der Einzel-Antennen das Richtdiagramm — betrachtet wird hier stets die Richtung des Maximums eines Richtdiagramms — geschwenkt wird. Die Phasenänderung wird hier also durch in der Länge entsprechend dimensionierte Leitungen erreicht, wobei diese Leitungen durch durchgeschaltete Dioden verkürzt und durch gesperrte

Dioden elektrisch verlängert werden können.

Die Zahl der Eingänge des Verzögerungsnetzwerkes richtet sich nach der vorhandenen Anzahl von Einzel-Antennen- Mit Hilfe der Schaltmatrix, hier der Schaltdiodenmatrix, werden diese Einzel-Antennen auf die Eingänge des Verzögerungsnetzwerkes geschaltet, durch das dann eine Unterteilung des dem Winkelabstand benachbarter Einzel-Antennen entsprechenden Winkels erfolgt Auf diese Weise läßt sich die »natürliche« Rasterschrittweite, die von der Vorhände- ι ο nen Einzel-Antennen-Anzahl abhängt, unterteilen bzw. die Anzahl der Rasterschritte vervielfachen.

Die Ansteuerung der Schaltdiodenmatrix und des Verzögerungsnetzwerkes erfolgt im vorliegenden Beispiel durch ein Schieberegister, das auch das Adressenregister der Meßwerterfassung, einen Bestandteil des· Rechners ansteuert

Die Schaltdiodenmatrix kann so ausgelegt werden, daß gleichzeitig mit mehreren, verschiedenen Antennengruppen entspiechenden, praktisch gleichen Riehtdiagrammen gemessen werden kann, die im gleichen Schrittprogramm weitergeschaltet werden. Durch eine solche Vielfachausnutzung wird eine erhebliche Verkürzung der Peilzeit oder eine Erhöhung der Empfindlichkeit des Peilers bzw. eine Steigerung der Meßgenauigkeit erzielt

Die Meßwerterfassung des Rechners besteht aus einem abstimmbaren HF-Meßempfänger, dem ein Mittelwertbildner nachgeschaltet ist Die jeweiligen Antennensignale an den Rasterpunkten, das sind hier die Amplituden der gemessenen Spannungen, werden in. den Mittelwertbildner hereiqgenonpr.en und der jeweilige Mittelwert aus den schon anstehenden und den neuen Meßwerten gebildet Die Mittelwertbildung kann sowohl analog als auch digital durchgeführt werden. Es wird jeweils über eine fest vorgegebene Anzahl von Meßwerten gemittelt Die Wertepaare — Mittelwert der gemessenen Antennensignale und Azimutwert der zugehörigen natürlichen oder fiktiven Hauptstrahlungsrichtung — werden gespeichert

Die Ermittlung des Peilwertes erfolgt gemäß den Gesetzen der Ausgleichsrechnung nach der Formel

= A

kNd
sin —-— · sin [Φ — Φ_α)

sin

kd

sin (Φ —

In dieser Formel ist mit Jt =

die Wellenzahl bezeichnet; d ergibt sich aus den geometrischen Verhältnissen der Antennenanordnung; yVist abhängig von der Anzahl der Einzel-Antennen pro Gruppe. k.N.d. und Ld. sind also Konstanten, die sich aus dem Aufbau der Antennenanordnung und der Anzahl der zu Gruppen verschalteten Einzel-Antennen errechnen lassen. A und Φο sind die Parameter, die durch die Ausgleichsrechnung bestimmt werden müssen. Φο ist der gesuchte Peilwert Wts bereits erwähnt, kann auch der Fehler des Peilwertes aus dem Vergleich der störungsfreien mit der gemessenen Kurve berechnet werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Peilverfahren nach dem Prinzip der Wullenwever-Maximum-Peilung unter Verwendung einer Antennenanordnung, die im wesentlichen aus mehreren auf einem Kreisbogen angeordneten Einzel-Antennen besteht, die zur Erzeugung eines umlaufenden Richtdiagrammes 2u Antennengruppen zusammengeschaltet werden, wobei das einfallende Strahlungsfeld schrittweise mit fester, vorgegebener Rasterschrittweite abgetastet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Antennenanordnung über eine Schaltmatrix ein Verzögerungsnetzwerk, mit dem die Hauptstrahlungsrichtungen der Gruppen auch auf Richtungen außerhalb der Symmetrierichtungen der einzelnen Antennengruppen einstellbar sind, derart nachgeschaltet wird, daß die durch den Winkelabstand benachbarter Einzel-Antennen bestimmte Rasterschrittweite unterteilt wird, und daß mit Hilfe eines Rechners die in Abhängigkeit von den eingeschalteten und schrittweise weiterg^schaIteten Hauptstrahlungsrichtungen gemessenen Antennensignale mit der theoretischen Funktion der Strahlun£sdiagramme der Antennengruppen nach den Gesetzen der Ausgleichsrechnnng ausgeglichen bzw. die entsprechenden Meßpunkte nach diesen Gesetzen miteinander verbunden werden.

2. Peilverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungsnetzwerk Umwegleitungen enthält.

3. Peilverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig Richtdiagramme mehrerer Hauptstrahlungsrichtungen bzw. mehrerer Antennengruppen aufgenommen und ausgewertet werden, wobei jede Einzel-Antenne zu jedem Zeitpunkt jeweils nur einer Antennengruppe angehört.