DE2203442C2 - Funknavigationssystem mit zyklischer Impulsabstrahlung durch eine Strahlerzeile zur Azimut- oder Elevationsbestimmung - Google Patents

Description

Die rri-nduriK hei ι · ff i
/ur Bes'in.ni:.!,^ ..in Vi;"
in der Bodcnst.iiun ■; /^ 1
zueinander .ingc<-r Iiku S
oder -reihe /ykli^li '.^-
strahlen u-;j ..>r κΛ·■< \
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>" ^f .nknavigationssjsiein · .«·.· r t levation, bei dtni

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stution fur it-den linpiil.

einer Antennen.'c.le ι ..-..Jer HF-Impulse ah- -Ii i!il/\klus eine Impu!-.-J her Jem in der hord-

„„. „. j.ww. ...., ■ <*'" Strahler die Phase

der Mf-Schwingung. '·<ν<'2·?ι» i>if einen de^r ImpuKc, gemessen wird

Ein derartiges Svsk· ti ist Ci-pensta d des alteren Patentes 2 103 SxO

Fs sind Nd-.igjf'iins i.ml I Midesysteme bekannt, bei denen das Strahlung lufir.imm einer Richtantenne elektronisch gr*"v-enkt il. h. dauernd bewegt wird. Dieses Slrahfungsdugranim ist ein Gruppendiagramm Jj es von mehreren gleichzeitig strahlenden Strahlern erzeugt wird, iiei derartigen Anordnungen muß von der Bodcnsta'mn zur Bordstation dauernd der Winkel übertragen werden, den das Maximum -to des Gruppendiagramms hat. da allein aas der Amplitude einer Feldstärkemessung Keine Navigationsinformation gewonnen werden kann Bei den bekannten Systemen sind der Schwenkbereich und die Sfhwenkgeschwindigkeit des Gruppendiagramms von 4S der Borrlstatioji nicht heeinilußhar und daher für alle Bei utzer gleich. Auch können in der Bordstation Fehler, die durch Mehrwegausbreitung entstehen, nur sehr schwer eliminiert werden.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, die von der Bodenstation nach dem älteren Patent nacheinander abgestrahlten l!F-!mpu!se bardssiüg so auszuwerten, daß dieselbe Information zur Verfügung steht wie von einem geschwenkten Gruppendiagramm.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in der Bordstation für jeden Impuls zusätzm.n aic Äiiipiiiuüc der HF-Schwingung gemessen und die zusammengehörigen Phasen- und Amplituden· Meßwerte vckloriell addiert werden und der Betrag der Summe ermittelt wird, wobei der Betrag der da Summe gerade der Amplitude der Feldstärke entspricht, die ein Gruppendiagramm mit Hauplkeuje ; senkrecht zur Antennenzeile am Ort des Empfängers erzeugen würde, daß anschließend die Phase des ersten Impulses um einen Winkel und die Phasen der «5 folgenden Impulse um das ihrer Ordnungszahl entsprechende Vielfache dieses Winkels verändert werden, daß die Phasenänderung mehrmals mit jeweils andren Werten des Winkels erfolgt, daß für jeden Wen <ics

Winkels die geänderten Meßwerte vektorieli addiert werden und der Betrag der Summe ermittelt und zusammen mit dem Wert des zugehörigen Winkeis gespeichert wird und daß die Summe mit dem größten Betrag bestimmt und aus öem zugehörigen Wert des Winkels der Azimut bzw. die Elevation abgeleitet wird, wobei der größte Betrag der Amplitude der Feldstärke entspricht, die das mit seiner Haupikeule zum Empfänger gerichtete (iruppendiag^imm erzeugen würde.

Dieses System bietet erstmals die Möglichkeit, ohne ein Strahlungsdiagramm im Raum bewegen zu müssen, durch geeignete Signalverarbeitung im Empfänger die gleichen Informationen /u gev innen die zeigten Sendei verbunden und strahlen Impulse ab, die eine HF-Schwingung enthalten, deren Amplitude und Phase für alle Strahler gleich ist. Vor jedem Abstrahlzyklus wird über den Strahler !.1 eine Impulsgruppe abgestrahlt.

Im Empfänger werden die Impulse im Takt der Anschaltung der Strahler der Antennenzeile verarbeitet und beim Auftreten der Impulsgruppe wird festgestellt, daß nun der Impuls vom Strahler Li folgt, so

ίο daß sich eine eindeutige Zuordnung der empfangenen Impulse zu den Strahlern ergibt. Wählt man den vom Strahler 1.1 empfangenen Impuls als Bezugsimpuls, dann können mit einer im Empfänger vorhandenen Meßeinrichtung die Phasen Ψ« bis Ψ_β für die von den 6 f Il über

diagramm gewinnen könnte, ohne dai! d?bci weiche Zusatzinformationen übertrag·." η Darüber hinaus kann der Kn:

und

■ndmüs-

τη\ι"1 g_i noch -.ivvenkbereich«

- - „. — - - Mecg _β

der Empfänger aus einem geschwenkten Gr₁ r. .„. ,₅ Strahlern 1.2 bis 1.6 empfangenen Impulse gegenüber

der Phase V₁ des Bezugsimpulses gemessen werden. Ebenso können die Amplituden A₂ bis A_e der empfangenen Impulse, bezogen auf die Amplitude A₁ des Be/ügsimpulses, t-emessen werden. Für die folgende so Erläuterung wird angenommen, daß keine Störungen vorliegen. Dann nehmen die Amplituden A., bis A₆ alle den Wert der Amplitude A₁ an. ΓΓ·' die Erläuterung wird angenommen, daß dieser Wert 1 ist.

Da man jeden Impuls eindeutig einem Strahler zuordnen kann, erhält man so für jeden Impuls im Empfänge·· ein Zahlenpaar, bestehend aus Betrag (Amplitude) md Phase. Jedes Zahlenpaar stellt eine komplexe Zahl bzw. einen Zeiger dar. Da der vom

-—, _ Strahler 1.1 kommende Impuls der Bezugsimpuls ist,

den Strahlern der Antennenzeile nacheinander wäb- 30 hat das zugehörige Zahlenpaar immer die Phase Null rend eines Durchlaufs gewonnenen Zeiger und deren für alle Empfängerpositionen. Die Phasen der Zahlenpaare für die Impulse von den anderen Strahlern hängen von der Fmpfängerposition ab.

Wegen der Anschaulichkeit wird im folgenden die

»Schwenkgeschwindigkeit«

wählen.

Die Weiterbildungen der fcrii.. ' 'ng sind in den Unteransprüchen enthalten.

Die Erfindung wird nun unter Zuhilfenahme der Zeichnungen beispielsweise näher erläuter·. Es zeigt

Fig. 1 "^nematisch eine Landebahn, eine Antennenzeile mit η 6 Strahlern und drei Empfängerpositionen,

F i g. 2a bif ic die an Bord au^ den Impulsen von

Summen für die in F i g. 1 gezeigten Empfängerpositionen.

F i g. 3 in Polarkoordinaten das ungedrehte reale

'"ruppendiagrc·. η der Antennenzeile nach Fi^. 1, 35 Zeigerdarstellung zur Erläuterung der Erfindung verentstehen würde, wem. die Strahler gleichzeitig wendet.

.eichphasig gespeist würden bzw. das entsprechende . irtuelle Diagramm,
F i g. 4 in rechtwinkligen Koordinaten das

unin den F i g. 2a bis 2c sind jeweils oben die Zeiger für die in F i g. 1 gezeigten Empfängerpositionen A, B und C durgestellt. Die Zahlen geben die laufende

gedrehte reale Gruppendiagramm nach F i g. 3 und 40 Nummer desjenigen der Strahler 1.1 bis 1.6 an, von um 5, 10 und 15° gedrehte reale Gruppendiagramm
bzw die entsprechenden virtuellen D^:agramme,

F 1 g. 5a bis d die mit <\ 0 30; 62,5; 90' geänderten Zeigersummen für eine (B) der in F i g. 1 gezeigten Emprängerpositionen,

F i g 6 die Beträge der Zeigersummen nach F i g. 5 für kontinuierliche Strahlschwenkung von Ii 0 bis 30'.

l· i g. 7 in rechtwinkligen Koordinaten das reale dem c*?r empfangene Impuls abgestrahlt wurde.

Würde man die Strahler der Antennenzeile nach r i g. 1 gleichzeitig mit gleicher Phase und Amplitude strahlen lassen, so ergäbe sich im Raum ein reales Gruppendiagramm nach r i g. 3. Die Hauptkette dieses Gruppendiagramms liegt in der Richtung ö — 0°. Da der Strahlerabstand groß gewählt ist, nämiich J -- A, entstehen in den Richtungen δ = +90° und d ■-■ -90° Sekundärkeulen (»grating lobes«). Sie

Grnppendiagramm der Antennenzeile nach F i g. 1. 50 können in bekannter Weise zum Verschwinden ge-

das entstehen würde, wenn die Strahier gleichzeitig gespeist würden, wobei die eine Hälfte der Strahler eine Phasendrehung um 180" gegenüber der anderen Hälfte der Strahler aufweist bzw. das entsprechende virtuelle Diagramm.

F i ψ. 8 ein Blockschaltbild eines Bordempfängers.

An Hand der F i g. 1 bis 6 wird zuerst die Wirkungs weise des Systems erläutert, und zwar beispielweise für die Azimutmessung.

bracht werden, wenn d verkleinert wird.

Da die Strahler aber nacheinander strahlen, ist im Raum nie dieses Gruppendiagramm vorhanden, sondern nur das Einzeldiagramm jeweils eines Strahlers. Aus den nacheinander empfangenen Impulsen und den daraus ermittelten Zeigern der Einzeldia_t amme kann der Empfänger trotzdem die zu seiner Position ;ehörende Feldstärke des realen Gruppendiagramms ermitteln, und :?war durch Bildung

In Fig. 1 ist,2 eine Rollbahn in Draufsicht; am 60 des Betrages der vektoriellen Summe der Zeiger eines einen Ende ist eifS horizontale Antenneiizeile 1 mit Antennendurchlaufs. Der Empfänger enthält deshalb gleichen Strahlern IJ bis 1.6 angeordnet, die züein- auch eine Einrichtung, die die Zeiger vektoriell addiert ander parallel ausgerichtet sind. Der Abstand der als und den Betrag der Zeigersumme bestimmt. Dipole gezeichneten Strahler ist für die Erläuterung In den Fi g, 2a bL 2c ist jeweils unten die Zeigergleich der Betriebsv/clliinlärige;.. Es sind drei Anflug- 65 addition dargestellt. Die Zeigersumme ist jedesmal winkel bzw. Empfängerpcsitionen A (fl = 0°), B (6 mit S bezeichnet. ' «= 10°) und C(6 = 30°) eihgewichnct. Die Strahler 1.1 Für einen Empfänger in der Position 1 ^=;.⁰' bif. 1.6 werden der Reihe nach mit einem nicht ge- müssen alle Impulse einen gleich langen Weg zurück-

legen (F i g. 2a). Da das HF-Signal in den Impulsen Man kann dann von einem geschwenkten virtuellen

gleichphasig abgestrahlt wurde, muß es auch gleich- Diagramm sprechen.

phasig ankommen. Sämtliche Zeiger haben daher die Wenn die Hauptfecutc des geschwenkten Gruppen-Phase Null. Der Betrag der Zeigersumme ist 5 = 6. diagramms bzw, des geschwenkten virtuellen Dia-Für die Position B (δ — 10°) sind die Zeiger und S gramms in Richtung zum Flugzeug steigt, dann stellt deren Summe in F ί g. 2b dargestellt. Da die von den dessen Empfänger die maximale Feldstärke fest und verschiedenen Strahlern abgestrahlten Impulse ver- man kann aus dem Wert von «den Azimut Verrechnen, schieden lange Wege bis zum Empfänger zurücklegen. Es wird nun gezeigt, wie man in der Bordstation sind die entsprechenden Phasen Voneinander ver- den Azimuth ohne Änderung des Betriebs der Anschieden und die Zeiger haben verschiedene Richtun- io tcnncnzcile nach F ig. 1 gewinnt. Klan verändert dazu

gen. Die Phase ist jeweils um den Wert 2 λ ^d sin Ä ^egemessenen Phasen;der empfangenen Impulse flach

λ der (jfcjcnuntL

gedreht, d. h. für δ = 10" und d λ um 62,5". Der

Betrag der Zeigersumme ist 5 - 0,2. Ψ*' V» » ^v * · <2J

F i g. 2c zeigt die gemessenen Zeiger und deren 15

Summe für die Empfängerposition C (ö 30"). Die Dabei ist y> die gemessenen Phase, ψ' die geänderte

Zeiger sind hier von Strahler zu Strahler jeweils um Phase und κ der für einen Durchlauf - wobei sich »·

180^J gedreht. Der Betrag 5=0 dieser Zeigersumme von i bis η ändert konstante Winkelwert. Für jeden

ist durch einen Punkt angedeutet. weiteren Durchlauf wird α um einen zweckmäßigcr-

Würde man so für jeden Azimut Λ durch vektorielle ao weise gleichen Wert vergrößert oder verkleinert; d. h.

Addition der Zeiger eine Zeigersumme S bestimmen, « ist das Phaseninkrcment.

so würden die Beträge der Zeigersummen für alle Man bestimmt für jeden Durchlauf den Betrag der

Winkel δ aufgetragen über δ eine Kurve ergeben, die Zcigersummc S" und speichert den Betrag zusammen

virtuelles Diagramm genannt werden soll. Die Be- mit dem dazugehörigen Wert von α ab. Hat » alle

zeichnung »virtuell« bringt zum Ausdruck, daß dieses as vorgegebenen Werte durchlaufen, dann crmitlcli man

Diagramm im Raum real nicht vorhanden ist. Es ist den maximalen Betrag; aus dem dazugehörigen

aber identisch mit dem realen Gruppendiagramm nach Winkel χ läßt sich nach Gleichung (1) der Azimut«)

F i g. 3, das entsteht, wenn die Strahler der Antennen- errechnen. Der Empfänger hat die für diese Operation

zeile nach F i g. 1 gleichzeitig mit gleichem Betrag notwendigen Einrichtungen. Trägt man die Beträge

und gleicher Phase gespeist werden. Das reale Grup- 30 der Zeigersummen für die Empfängerposition B

pendiagramm bzw. das virtuelle Diagramm in recht- (ö 10 ) ais Funktion von * auf, so ergibt sich die

winkligen Koordinaten ist die 0°-Kurve in F i g. 4 Kurve nach F i g. b. die sich aus der F 1 g 4 ergibt.

Würde man die Strahler der Aniennenzeile nach wmn man sich alle virtuellen Diagramme zwischen F i g. 1 gleichzeitig mit gleicher Amplitude und mn um a =0' und » 180 eingezeichnet denkt und den (v ■ \(v - I ... ti; % ■■ konstanter Winkelwcrt) ver- 35 jeweiligen Wert der Ordinate für δ 10"¹ entnimmt, änderten Phasen speisen, so würde sich im Raum ein Fur die eingezeichneten virtuellen Diagramme ergibt reales Gruppendiagramm ergeben, das um einen «ich
Winkel f> gegenüber dem Gruppcndugramm naoh
F i g. 4 gedreht ist. Dieser Winkel ergibt sich aus nachstehender Gleichung 4»

S	bei «	0 /u	0.2529.
S		'!)	/u 3.5413.
S	IHM «	M)	/u 5.982.
S	hei t	W) /u	4.1728.

η arc sin

360 ■ entsprechend den in den Fig. 5 a bis 5d gezeigten

'· 45 Zeigern und /cigcrsummen. Exakt dieselbe Kurve

wie Y 1 g. 6 wurde sich als Feldstärkcverlauf im

Wegen der aufeinanderfolgenden Anschalturg der Empfanget ergeben, wenn man das reale Gruppen-Strahler gibt es dieses gedrehte üruppendiagramm im diagramm am Empfänger vorbeischwenken würde.
Raum nicht. Man kann sich jedoch ein gedrehtes vir- Aus der Kurve nach F i g. 6 sieht man, daß das tuelles Diagramm denken, das auf ähnliche Weise 5» Maximum bei ·% 62,5' entsprechend δ - 10' liegt, zustandekommt, wie das ungedrehle virtuelle Strah- d. h. der Empfänger liefert mit dem System nach der lungsdiagramm. Erfindung durch Veränderung der Meßwerte genau

In F i g. 4 sind die realen Gruppendiagramme bzw. den richtigen Wert für den Azimut,

die virtuellen Diag^rimme auch für 30. -60. - 90 Man kann sich die Wirkungsweise im Empfänger

in rechtwinkligen Koordinaten dargestellt. Wie man 55 auch so vorstellen, daß mit jedem neuen Wert von -t

erkennt, entspricht einem Winkel * - —30° eine der ursprünglich auf dem virtuellen Diagramm für

Drehung von etwa 5^J, einem Winkel α ----- —60^c eine b -- 0° liegende, der Empfangsrichtung zugehörige

Drehung von etwa 10° usw. virtuelle Punkt auf den entsprechenden virtuellen Punkt

Ändert man beim Gruppendiagramm den Winkel ν des gedrehten virtuellen Diagramms übergeht, d. h. es beispielsweise zwischen -180" und 180" in Stufen 60 wird die Feldstärke ermittelt, die vorhanden wäre, von b" bei jedem Antennendurchlauf, so ergibt sich wenn das Diagramm um den dem jeweiligen λ enteine Drehung des Gruppendiagramms in Schritten sprechenden Wert von 6 gedreht wäre,
von V zwischen b = -30° und ö = \-30°; d. h. das Nimmt man die Verschiebung des virtuellen Punkts Gruppendiagramm wird zwischen diesen beiden im ganzen Wertebereich von α zyklisch vor, dann Werten von δ geschwenkt. Die Schwenkung kann 65 liefert der Empfäng-.r dem Piloten die gleiche Inforzyklisch nur in einer Richtung oder auch in beiden mation wie bei einem dauernd geschwenkten realen Richtungen erfolgen. Gruppendiagramm. Es wird also mit dem System nach

Entsprechendes gilt für das virtuelle Diagramm. der Erfindung in jedem einzelnen Empfänger ge-

(θ

wissermaßen das Strahlschwcnkvcrfahrcn — im eng* tischen Sprachgebrauch »scanning« genannt — nachgebildet.

J Es wird nun eine Weiterbildung der Erfindung bc- «chricbcn. Bei der Erörterung des realen Gruppendiagramms der Antcnncn/cilc nach F i g. 1 an Hand äper Fig.2 bis 5 wurde davon ausgegangen, daß die !.Strähler g> ichphüsig gespeist werden^ Würde man die IStrahlcrzcilc in '/.wet Hälfteil teilen Und die Strahler tier einen Hälfte gleichphasig und die Strähler der anderen Hälfte gcgenphasip da/u ■ pcisen. da-in würde ein gespaltenes reales (iruppendiagramm mit /wc. gleivh großen Hauptkculcn und einem Nullcinzug zwischen diesen Keulen entstehen, das wie das Einkeulcndiagramm ist aus der Satelliten- und Radar- technik bekannt, bei der es /ur Objcktnachfuhrung verwendet wird. Es hat den Vorteil, daß das Minimum zwischen den beiden Hauptkculcn leichter feststellbar ist als das Maximum an gleicher Stelle bei nur einer Hauptkculc. Das mit einem Doppelkculcndiagramin arbeitende Nachführungsverfahren wird im englischen

ZclUÄÄk«n /n, I manger nacheebildet werden Da/u vv.rd in der H.«lcnslation die Antcnncn/cile 1 w.c in » ι g. 1 impost In der Bord *5 Smn wc?den dTc gemessenen IW,. der von einer la te der Anlennen/cle empfangenen Impulse unverändert und die gemessenen IW,, der *.,„ der anderS Mäffle d-r Antcnnen/c'.· empfangenen Im-

_n^n _m t «η« Ph-isendreliuiiB v..r, IWi weiter- 3« pulse m.t einer ί haseru ^rt'^^p , _|s0

Γ" rn^n >, h ύ c Αϊ" crL·». Pie kann man ai th die WilHüt _{/ h}

™T? " H " SI₁^." I)Vs kuppen' Seiten mit kleiner werdenden Amplituden speist. Diese Maßnahme kann auch im Empfanger nachgebildet werden, indem man die gemessenen Amplituden der empfangenen Impulse verändert, und zwar so, wie man es am Boden tunι würde.

Es wird nun das Blockschaltbild des Empfangers nach F ί g. 8 beschrieben. Die Hr-Impu se werden von einer Antenne3 aufgenommen und gelangen von dort ober eine abst.rnmbarc Vorstufe 4 zur M.schstufe 5, an deren anderem Jingang eine HF-Schwirtgung von einem Oszillator 6 U^ Dem Ausgang der MischstufcS .st ein erster Z-Teil 7 nachgcschaltet. Hinter dem ersten ZF-Tc.l hegt ein Umschalters der in der gerechneten Stellung den ersten ZF-Te.! m.t einem Oszillator !0 verbindet Befindet s,ch der Umschalter» .n der anderen Stellung dann .st der erste /I -Teil m.t einem ,weiten ZI-Teil 9 verbunden an dessen Ausgang eine Amplitudenmcßc.nnchtung 11 und eine Phasenmcßcinr.chtung 12 angeschlossen sind. Der Ausgang des Osziilators 10 ,st mit den /weiten Eingängen der Amphtudenmcße.nr.chtung 11 und der PhasenmcDeinrichlung 12 verbunden. Die Ausgange der Meßeinrichtungen Il und 12 führen zu einem Rechner 13. an dessen Ausgang eine An/c.gcc.nnchtung für A/imul b/w. hlevat.on hegt

Am Ausgang des ersten ZF-TeHsV „, auch e.ne Einrichtung 15 /ur "kennung der Impulsgruppe und /ur Betätigung de, Umschalters» und Steuerung des Rechners 13 angeschlossen F.rkennt die -.mrichlung 15 die Impulsgruppe, dann gibt s,c ein Signal an _{den Rcc}hner 13 und br.ngt den Umschalter in die ge/eu hncte Stellung, so daß der dann folgende Impuls torn ersten Slnhler auf den hochgenauen Oszillator 10 gelang! und d.esen be/üghch Amphtude und Phase

t; ^-c ti d« ein Nullem/ug Melk· des Maximums

der Kurve nach I ig*· ""<■> , _Wcr, _von ,,

ermittelt. Der dem NuI ein/up /.„!t..r.l.ate ,st der gesuchte A/imui- Strahlsdr.vcnk-

Sowohl bei der ^N*^hJ'^Idu^ ,^,,j,, _dc, _N ,_cn. Verfahrens als auch be. der_ N.αJl ^ _d

fuhrverfahrens ,st es gun t,g nur /um virtuellen Punkt mehrmals im ß™¹" "^cr^ Winkeb t /u verschieben^ Nachdem drr A/.mut c

^m"ΐί in^eincm kie^ncn" BeSch c ^ s" echend c.ncr R 5, von 3 clE Sersei™ des Maximums b/u. Brei c von 3 dB' ~'^dg!JJ* "j _ramms. _Im falle

teSL^^S^to** der tmpes ^btramMn^^cr: - _d Hauptkcule oder mmfanger dann so/usagen " «Γ Haup¹^ _{tkcuIc mit}

^^peiÄ^Äi «S^ immer

über den Empfänger hinweg, so daß jedesmal eine neue Azimutmessung erfolgt. Man bezeichnet diese Betriebsart im Gegensatz zum Suchbetneb als Nachlaufbetneb. _{wje erwähnt zwej}

SefandSrSS bd * = "Μ" ""^d bei ^ - f 90"; um die zum Verschwinden zu bringen und um zu verhindern, daß beim Schwenken neue Sekundärkeulen erscheinen, macht man d vorzugsweise kleiner als--. Eine Verkleinerung der noch vorhandenen

Nphenkeulen f»side lobest) könnte man erreichen, wenn man die Strahler von der Mitte aus nach den ^ _7t^

in d,c nicht gezeigte Stellung, so daß die Impulse über den /weiten ZP-ThI 9 auf die McOcinrichtungen Π und 12 gelangen. Die Phase um' i'ie Amphtudc des Ausgangss.gnals des Os/il-,o„ IG _sind die Meßgrößen des ersten Impulses und sie dienen ^^ Be/ugsgröOen für die Messung der Phasen und der Amplituden der Impulse vom /weiten bis /Men Strai- |_cr. Die Amplituden- und die Pha-enmeBcinric' tung _{smd bckannt und wcrden dahcr nicht nähcr crlüulert}. _{Dje phascnwerte} ,^ _{und dje Amplitudenwerte Aa (|}. j _{|f) wcrden |m} Speicher des Rechners oder

gesp, ,chert. Die Einspe.cherung wird von einem nicht gezeigten Zähler gesteuert, der mit dem gleichen Takt wie die Anschaltung der Strahler der Antennenze.Ie wei.ergeschaltet und der beim Auftreten der Impulsgruppe in die Anfangslage gebracht wird.

_{Aus den} Amplitudenwerten A. und den Phasenwerten Ψ„berechnet nun der Rechner die nach der Gle.chung

Z₀

_{wobe[ /s} ^ ^_{1 ist}.

Die Zeiger Z. werden addiert und der Betrag S für jeden Wert« (x_min <*<*_max nach der Gleichung

_{/i>exp (/we)} . _Zv

gebildet und zusammen mit dem zugehörigen Wert gespeichert. Dabei ist l\ ein Satz von Zahlenwerten, die

ζ. B. nach der Gleichung

berechnet werden. Für den Full ungeändertcr Amplituden ist I₀ = 1. Danach wird aus allen Werten der größte ermittelt und der Azimut bzw. die Elevation nach der Gleichung (1) berechnet, ' Die in P i g. 8 beschriebene Schaltung setzt einen sehr schnellen Rechner voraus, da alle Rechenoperationen zwischen zwei Empfangszyklen ablaufen müssen. Wenn es die Bctricbsvcrhäitnissc zulassen, kann mau einige Empfangszyklen auslassen und einen fang samcren Rechner einsetzen. Man kann auch in einem Rechner mit mehreren Rechenwerken die Beträge aller Summen parallel rechnen.

Die Speicherung der Meßwerte ist nicht unbedingt erforderlich. Man kann stau dessen für jeden Wert des Winkels « die Meßwerte eines Empfangszyklusscs verwenden. Man benötigt in diesem Falle bei z. B. 50 verschiedenen Werten des Winkels -v also 50 Empfangszyklcn.

10

Man kann selbstverständlich den Empfänger mich ohne Rechner realisieren. Wie man dazu den Empfänger nach F i g. 8 abwandeln mtiIJ, wird nun für den FdII erläutert, daß die Meßwerte nicht gespeichert werden.

Der Schaltcr8, der Oszillator 10, die Amplituden mclkiiirichlting U, die Phascnmcßeinfichtung 12 und der Rechner 13 entfallen. Der erste ZF-Teil 7 wird direkt mit dem zweiten 2TF-TcIl verbunden. Am Aus gang des zweiten ZF-Tcils wird nacheinander an geschlossen: cmc Einrichtung zur Phascnanderung, eine Einrichtung zur Amplitudenänderung, mehrere Umsetzerstufen und ein Filter, an dessen Ausgang die Kurve nach F i g, 6 auftritt, wenn mittels einer Steucr-

is einrichtung, die von der Impulsgruppe eingeschaltet wird, bei jedem Impuls eines Empfangszyklusscsv und bei jedem Empfangszyklus« geändert wird. Die Summen der einzelnen Zeiger und die Summen für die verschiedenen Werte von χ werden mit dem Filter

ao gebildet. Die Ermittlung der maximalen Summe und drs Winkels « aus dem zur maximalen Summe gehörenden Wert von λ erfolgt so wie im Zusammenhang mit F i g. 8 beschrieben.

Hierzu 2 Dlatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Funknavigationssystem zur Bestimmung von Azimut oder Elevation, bei dem in der Bodenstation π gleiche und im gleichen Abstand zueinander angeordnete Strahler einer Antennenjceile oder -reihe zyklisch nacheinander HF-Impulse abstrahlen und vor jedem Abstrahlzyklus eine Impulsgruppe abgestrahlt wird und bei dem in der Bordstation für jeden Impuls von einem Strahler die Phase der HF-Schwingung, bezogen auf einen der Impulse, gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß in der Bordstation für jeden impuls zusätzlich die Amplitude der HF-Schwingung gemessen und die zusammengehörigen Phasen- und Amplituden-Meßwerte vektoriell ad diert werden und der Betrag der Summe ermittelt wird, wobei der Betrag der Summe der Amplitude der Feldstärke entspricht, die ein Gruppendiagramm mit Hauptkeule senkrecht zur Antennenzcile am Ort des Empfängers erzeugen würde, daß anschließend die Phase --,es ersten Impulses um einen Winkel (\) und die Phaser, der folgenden Impulse um das ihrer Ordnungszahl // entsprechende Vielfache (2 \. 3\...n\) dieses Winkels veränderi werden, daß die Phasenänderung mehrmals mit jeweils anderen Werten des Winke', (tj erfolgt daß für jeden Wert des Winkels (\) die geänderten Meßwerte vektoriell addiert werden und der Beirag der Summe ermittelt und zusammen mΛ dem Wert des zugehörigen Winkels (\) gespeichert wird, und daß die Summe mit dem größten Bctrap bestimmt und aus dem /ugehörfen Wert des Winkels (%) der Azimut bzw. die Elevation ab geleitet wird, wobei der größte Betiaf der Ampli tude der Feldstärke entspricht, die da·» mit seiner Hauptkeule zum Empfänger gerichtete Gruppendiagramm erzeugen würde

2. Funknavigaiionssystem nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die gemessenen Phasen der Impulse eines Empfangszyklusscs mit verschiedenen Werten des Winkels (-») geändert werden.

3. Funknavigationssystem nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die gemessenen Phasen der Impulse eines Empfangszyklusscs mit einem Wert des Winkels (■») geändert werden

4. Funknavigationssystcm nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ermittlung jedes neuen Wertes von Azimut bzw. Elevation der Wert des Winkels(■*) innerhalb vorgegebener Extremwerte geändert wird (Nachbildung der Empfangsfeldstärke, die von einem dauernd geschwenkten Gruppendiagramm mit einer llauptkeule herrührt)

5. Funknavigationssystem nach Anspruch 2 oder 3_r dadurch gekennzeichnet, daß die Phasen der von einer Strahlerhälftc empfangenen Impulse vor der Phasenändcrung um 180 gedreht oder die entsprechenden Amplituden invertiert werden, und daß die Summe mit dem kleinsten Betrag zwischen zwei Summen mit dem größten Betrag ermittelt wird (Nachbildung der Empfiingsfeldstärke, die von einem dauernd geschwenkten Gruppendiagramm mit zwei Hauptkeulen herrührt).

6. Funknavigationssystem nach Anspruch 4 oder

5 dadurch gekennzeichnet, daß bei der ersten Ermittlung des Wertes von Azimut bzv.. Elevation der Wert des Winkels (^) innerhalb vorgegebener Extremwerte geändert wird (Suchbetrieb) und daß bei der Firm.tilung jedes folgenden neuen Werte«; von Azimut bzv,. Elevation der Yert des Winkels (\\ in einem verkleinerten Bereit..· entsprechend den .l-dB-Punkter der Hauptkeule des Gruppendiagramins getinder·. wird (Nacnlaufbetrieb).

7. Funkna\igati<sRv»>-.!.:pi nach einem der vorhergehenden Anspricht .'adurch gekennzeichnet, daß zusätzlich /u <:en i'nasenänderiingen die Amplituden veräntW: ·.e; Vn