DE2249386C3 - Peiler - Google Patents

Description

65 gibt sich, daß kein Kohärenz-Signal-Generator be-

Die Erfindung betrifft einen Peiler, bei dem die nutzt werden muß, wodurch eine große finanzielle

Spannungen einer Mehrzahl von Antennen, gegebe- Einsparung möglich ist. Weiterhin kann ein erfin-

nenfalls nach Frequenzumsetzung, jeweils an einen dungsgemäßer Peiler dazu benutzt werden, die Posi-

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tion einer Signalquelle mit rauschähnlicher oder sta- verschiedenen Antennen 8 aufgenommenen Dauer-

tistischer Frequenzverschiebung zu orten, da nur die strich-Signals hängen von der Richtung ab, aus der

augenblickliche Phase der von jeder Antenne emp- sich die Wellenfronten dem Richtstrahlfeld nähern,

fangenen Welle wirklich benutzt wird. und somit von der Richtucg des Flugkörpers relativ

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von 5 zu der Achse des Feldes. Die von jeder Antenne

Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die aufgenommenen elektromagnetischen Wellen werden

schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt als Spannungen zu einer separaten Einheit der Fre-

F i g. 1 ein Blockschaltbild eines Peilers gemäß der quenzumsetzer 9 geführt, die mit Signalen von dem

Erfindung, Überlagerungsoszillator 10 versorgt werden. Die

F i g. 2 im Detail ein Blockschaltbild eines Teils io elektrischen Ausgangsgrößen der Frequenzumsetzer 9

des Peilers nach Fig. 1, werden jeweils auf die Einrichtung 11 für die Ana-

F i g. 3 ein Diagramm mit einer Darstellung des lyse der Phasenfront gegeben, die eine elektrische

Peilwinkels Φ, Ausgangsgröße erzeugt, die ein Maß für die Rich-

F i g. 4 eine Darstellung der auftretenden Wellen- tung des Flugzeuges relativ zu der Achse der Anten-

formen, 15 nen 8 des Richtstrahlfeldes ist. Dieses elektrische

F i g. 5 im Detail ein Blockschaltbild einer weiteren Ausgangssignal wird dann zur Ermittlung der Posi-

Ausführungsform des in F i g. 2 dargestellten Teils tion des Flugzeuges verarbeitet, wobei die gewünsch-

des Peilers und ten Informationen durch den Sender 1 zu dem Emp-

F i g. 6 eine Modifikation, die bei dem in F i g. 2 fänger 3 übermitteit und auf der Anzeigeeinrichtung

gezeigten Peiler eingesetzt werden kann. ao 12 dargestellt werden.

In Fig. 1 ist ein Peiler gemäß der Erfindung in Zur Vereinfachung der Darstellung ist nur eine Form eines Blockschaltbildes dargestellt. Ein hoch- Reihe von Antennen 8 dargestellt worden; in der frequente elektromagnetische Schwingungen aus- Praxis werden jedoch zwei Reihen von Antennen einstrahlender Sender 1 ist mit seinem Strahler bzw. sei- gesetz', von denen eine so angeordnet ist, daß sie die ner Antenne 2 an einem festen Ort am Boden vor- »5 seitliche oaer azimutale Richtung des Flugkörpers gesehen. Ein die Wellen aufnehmender Empfänger 3 bestimmen kann, während die andere so angeordnet befindet sich mit einem Strahler bzw. einer Antenne 4 ist, daß sie die Elevationsrichtung des Flugkörpers in einem Flugkörper, dessen Position durch Peilung bestimmen kann. Weiterhin kann eine Einrichtung zur ermittelt werden soll; weiterhin enthält der Flug- Messung des Bereichs bzw. der Entfernung vorgekörper eine Anzeige-Einrichtung 12, einen Code- 30 sehen sein, mit der der Abstand des Flugkörpers beanalysator 5 und einen weiteren, hochfrequente elek- stimmt wird, indem die zeitliche Verzögerung zwitromagnetische Schwingungen abstrahlenden Sen- sehen dem Aussenden des codierten Signals durch der 6 mit einer Antenne 7. Eine Vielzahl von An- den Sender 1 und dem Empfang eines durch den tennen 8, die die Wellen von dem Sender 6 empfan- Sender 6 abgestrahlten Signals durch die Antennen 8 gen, befindet sich an der gleichen Stelle wie der 35 bestimmt wird. Diese Einrichtungen zur Entfernungs-Sender 1; der Ausgang einer jeden Antenne 8 ist mit messung sind bekannt und in den Figuren nicht dareinem zugehörigen Frequenzumsetzer 9 verbunden. gestellt, da sie keinen Bestandteil der vorliegenden Weiterhin ist mit jedem Frequenzumsetzer ein Über- Erfindung bilden. Auch die Verarbeitungseinrichtung lagerungsoszillator 10 verbunden. Die Ausgangs- 13 und die z. B. als Schirm ausgebildete Anzeigespannungen der Frequenzumsetzer werden jeweils zu 4° einrichtung 12 sind in vielen Variationen bekannt einer Einrichtung 11 geführt, die die Phasenfront der und deshalb nicht im Detail dargestellt, einfallenden elektromagnetischen Schwingungen ana- Obwohl das vorliegende Peilsystem bisher unter lysiert. Diese Einrichtung wird später im einzelnen Bezugnahme auf einen Flugkörper beschrieben wird, erläutert werden. Die elektrische Ausgangsgröße der wobei sich der Sender 1 auf dem Erdboden befindet, Einrichtung 11 wird zu einer Verarbeitungseinheit 13 45 so ist doch die Erfindung nicht auf die Anwendung geführt, deren Ausgang mit dem Sender 1 verbunden bei einem Flugzeug, einem Hubschrauber oder einei ist. Nähert sich der Flugkörper der Stelle, an der Rakete beschränkt, sondern kann auch bei einem sich der Sender 1 befindet, und will der Pilot seine Schiff, einem Fahrzeug oder einem anderen beweg-Position relativ zu der Mehrzahl von Antennen 8 liehen Objekt eingesetzt werden, dessen Position erfahren, so wird der Ausrüstung in dem Flugzeug 50 durch Peilung bestimmt werden soll. Dabei könner Energie zugeführt. Der Sender 1 strahlt mit Hilfe der sich der Sender 1 und seine zugehörige Ausrüstung Antenne 2 codierte Signale aus, die durch die An- beispielsweise auf einem Flugzeugträger, einem Flugtenne 4 des Flugkörpers aufgenommen und zu dem zeug, das andere Flugzeuge aufsuchen bzw. Verfolger Empfänger 3 geführt werden. Die elektrische Aus- kann, oder an vielen anderen möglichen Orten begangsgröße des Empfängers 3 wird zu einem Code- 55 finden.

Analysator 5 geführt, der die aufgenommenen elek- Obwohl nach der Beschreibung die von der Ver

tromagnetischen Wellen analysiert, bis ein besonde- arbeitungseinrichtung abgegebenen Informationei

res, für das jeweilige Flugzeug vorgesehenes, codier- mittels des Senders 1 auf den Empfänger 3 und da

tes Signal empfangen wird. Der Code-Analysator S mit zu der Anzeigeeinrichtung 12 übertragen werden

kann dieses spezielle, codierte Signal »erkennen«; 60 so können doch diese Informationen auch zu eine

wird dieses Signal festgestellt, so setzt der Code- Anzeigeeinrichtung geführt werden, die sich an de

Analysator 5 den Sender 6 in Tätigkeit, der dann mit- gleichen Stelle wie die Verarbeitungseinrichtung be

tels der Antenne 7 während einer vorherbestimmten findet. Als Alternative hierzu können die Informa

Zeitspanne ein Dauerstrich- oder CW-Signal aus- tionen direkt dazu verwendet werden, eine Zusatz

strahlt. 65 ausrüstung zu steuern.

Das von dem Sender 6 ausgestrahlte Dauerstrich- Nach F i g. 2 ist ein Teil des m F i g. 1 gezeigtei

Signal wird von den Antennen 8 des Richtstrahlfeldes Peilers im einzelnen dargestellt. Dabei sind drei An

auf dem Boden empfangen. Die Phasen des von den tennen 8 des Antennenfeldes gezeigt, von denen jed

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mit einem zugehörigen Frequenzumsetzer 9 verbun- anders ist als die Phase des Signals, das von den

den ist. In der Praxis ist eine Vielzahl von Anten- Nachbarantennen dieser Antenne empfangen wird,

nen 8 vorgesehen, von denen jede mit einem Fre- In der weiteren Beschreibung sollen die folgenden

quenzumsetzer 9 ausgerüstet ist; in einem typischen Größen verwendet werden:

Anwendungsfall gibt es 100 (oder zusammengesetzte, 5 _{f =} Frequenz der von dem Sender 6 abgestrahlten

effektive einhundert) solcher Antennen. In der nun ' welle

folgenden Beschreibung des erfindungsgemäßen Pel· _{Af β Frequ}'_{enzverschiebung} (Doppler-Effekt), die

lers weisen Teile, die mit uen Frequenzumsetzern 9 _ά \ Bewegung des Senders 6

verbunden sind nicht dargestellte Gegenstücke auf , _{ü d} Antennen 8 bei der von dem

die mit den nicht dargestellten Frequenzumsetzern 9 xo _{Scn(Jer 6 ab trahlten Welle ibt>}

verbunden sind. Jeder der Frequenzumsetzer9 ist _{χ = Wellen}i_ange ^B _{der WeUen mit de}* Frequenz/.,

an den überlagerungsoszillator 10 angeschlossen _{d = Abstand} 6^^ _{benachbarten An}£_nnen g",

wahrend die Ausgange aller Frequenzumsetzer 9 mit „ _{= Nummer} ^ _{An wQbd d}· _Antennen

der Einrichtung 11 zur Analyse der Phasenfront ver- _{gemäß def Darste}li_ung von der rechten Seite

oundensind. _,_... ,,,-,■. *^{5 des Feldes an} durchgezählt werden und die

Em Eingang 14 der Einrichtung 11 fur die Ana- _{äuß rechte} ^^ _{die Nummer Q f}.

lyse der Phasenfront, der zu der Antenne 8 gehört, _{weist und}

die sich an einem Ende des Antennenfeldes befindet, _{ft = phas}; _{der yon der} ^^ _{n = Q f}

ist mit einem Mischer 15 verbunden, der von einem _nen ^eIIe

Bezugsfrequenzgenerator 16 mit elektromagnetischen ao

Schwingungen versorgt wird. Die elektrische Aus- Die von der Antenne π = 0 empfangene Welle hat

gangsgröße des Mischers IS wird zu einem oberen die Frequenz /, + /If₁ und die Phase α. Die von jeder

Seitenband-Filter 17 geführt. Jede der elektrischen der anderen Antennen empfangene Welle hat eben-

Eingangsgrößen der Einrichtung 11 für die Analyse falls die Frequenz /, + Af₁, jedoch die Phase

der Phasenfront, die von den Frequenzumsetzern 9 as 2π , , , . .

abgenommen werden, wird auf einen zugehörigen « ~ » χ cos Φ; dadurch unterscheidet sich die Phase

Mischer 18 gegeben, der ebenfalls mit dem Ausgang der durch irgendeine Antenne empfangenen Welle

des oberen Seitenband-Filters 17 verbunden ist. Die von der Phase der Welle, die durch die benachbarten

elektrische Ausgangsgröße eines jeden Mischers 18 Antennen empfangen wird; dies gilt nur dann nicht,

wird auf einen unteren Seitenband-Filter 19 und dann 30 wenn cos Φ = 0 ist.

durch einen elektronischen Schalter 20 auf einen Ein- Die von den Antennen aufgenommenen Wellen gang 21 einer Verzögerungseinrichtung 22 gegeben. haben eine hohe Frequenz, so daß zur Verringerung Jeder elektronische Schalter 20, der beispielsweise der Frequenz jede Welle auf einen Frequenzumdurch einen gesteuerten Silizium-Gleichrichter oder setzer 9 gegeben wird, wo sie mit Schwingungen der eine pin-Diode gebildet werden kann, ist mit einer 35 Frequenz/,, eines Überlagerungsoszillators 10 ge-Schaltimpulsquelle 23 verbunden und wird durch sie mischt wird. Dadurch hat die sich ergebende Schwingesteuert, wobei andererseits die Schaltimpulsquelle gung von dem Frequenzumsetzer 9, der der An-23 mit dem (in F i g. 1 gezeigten) Sender 1 verbunden tenne 8 mit π = 0 zugeordnet ist, die Frequenz und durch ihn gesteuert ist. (Z₁ + Af₁) — f₀ und die Phase «; in entsprechender

Ein Ende der Verzögerungseinrichtung 22 ist mit 40 Weise haben die Schwingungen von den anderen

einem geeigneten Abschluß 24 versehen, während das Frequenzumsetzern 9 die Frequenz Q₁ + Δ /ι) — /₀

andere Ende durch ein Filter 25 mit einem Eingang _{und die phase} _ 2*

eines Zahlers 26 für die Zahl der Nulldurchgange λ ^a *·

der Ausgangsspannung der Verzögerungseinrichtung Der Ausgang 14 des Frequenzumsetzers 9, der der

22 verbunden ist. Der Zähler 26 für die Zahl der 45 Antenne 8 zugeordnet ist, für die η = 0 ist, ist mit

Nulldurchgänge ist an eine Zeitmeßeinrichtung 27 dem Mischer 15 verbunden, wo die Schwingung mil

angeschlossen, wobei sowohl für den Zähler 26 als Schwingungen der Frequenz f_T gemischt wird, die

auch für die Zeitmeßeinrichtung 27 eine Eingangs- durch den Bezugsfrequenzgenerator 16 erzeugt wer-

leitung 28 vorgesehen ist, die mit der Schaltimpuls- den. Der Mischer 15 gibt eine Ausgangsspannung ab.

quelle 23 verbunden ist. Schließlich weist der Zähler 50 in der die Frequenzen

26 einen Ausgang 29 auf, der als Ausgang der Ein- ι* ■ At\ — t +/ „_nA (f + M\~ i — f

richtung 11 für die Analyse der Phasenfront dient. Wi ^{+ 4}W fi + ^li, + ^ /, /,

In F i g. 3 sind die Positionen der Antennen 8 und auftreten. Diese Schwingung wird zu dem oberer

der Antenne 7 des Senders 6 in einer typischen Be- Seitenband-Filter 17 geführt, so daß die Ausgangs

triebssituation dargestellt, wobei die Richtung der 55 spannung nur noch eine Komponente mit einer Fre

Antenne 7 relativ zu der Achse des aus den Anten- quenz (Z₁ + AfJ — /_e + f, «nd der Phase α aufweist

nen 8 gebildeten Richtstrahlfeldes durch den Peil- Diese Schwingung wird zu den Mischern 18 ge

winkel Φ angegeben wird. Von dieser Situation wird führt, auf die ebenfalls die einzelnen Ausgangsgröße!

bei der Beschreibung des Betriebs der in F i g. 2 dar- der entsprechenden Frequenzumsetzer 9 gegebei

gestellten Ausführungsform ausgegangen. 60 werden. Die Ausgangsgröße jedes Mischers 18 ent

Beim Betrieb des in F i g. 2 gezeigten Peilers nä- hält Frequenzkomponenten

hert sich eine Wellenfront der von dem Sender 6 aus- .. . __f+,_ff ,. _. ,.·.

gestrahlten WeDe den Antennen 8, wobei die WeI- ν ι + h h) + Ui + Ji J₀ ⁺ >r)

lenfront sich in einem bestimmten Winkel zu den und

Antennen 8 ausbreitet. Dadurch empfangen die An- 65 if_Lf_f\_/f_Lf_fif\

tennen 8 des Richtstrahlfeldes jeweils ein Signal, das ^Ul '* '*' ^{Ul Jl} '·^{T hh}

zwar die gleiche Frequenz aufweist, jedoch zu einem wobei jeder Ausgang mit dem Eingang des untere

bestimmten Zeitpunkt eine Phase hat, die etwas Seitenband-Filters 19 verbunden ist Die Ausgangs

größe des unteren Seitenband-Filters hat nur die Frequenz J_n, wobei die Phase an den Ausgängen der Filter — η -p- d cos Φ beträgt.

Dieser Teil des Betriebs des Peilers läuft jedes Mal dann ab, wenn eine elektromagnetische Welle durch die das Richtstrahlfeld bildenden Antennen 8 empfangen wird. Der nun folgende Teil des Betriebs läuft jedoch nur dann ab, wenn die Schaltimpulsquelle 23 die entsprechenden Impulse erzeugt.

Die Schaltimpulsquelle 23 erzeugt einen Rechteck-Wellen-Impuls vorbestimmter Länge, der gleichzeitig jedem der elektronischen Schalter 20 zugeführt wird, die mit den unteren Seitenband-Filtern verbunden

gestellt, in der Praxis gibt es jedoch wesentlich mehr Perioden. Die Wellenform α entspricht der Bedingung, bei der Φ kleiner als 90° ist, b entspricht der Bedingung, bei der Φ = 90° ist, und c entspricht der 5 Bedingung, bei der Φ größer als 90° ist. Jede der Wellenformen ist repräsentativ für die Signale, die der Verzögerungseinrichtung 22 durch vier benachbarte elektronische Schalter 20 zugeführt werden, wobei die Linien 30 bis 34 angeben, welche Signale von ίο welchen elektronischen Schaltern abgeleitet werden. Zunächst soll die Wellenform b betrachtet werden, die der Bedingung entspricht, daß Φ = 90° ist; d. h. also, daß die Antenne 7 sich in einer solchen Position befindet, daß die Wellenfronten der von dem sind. Dieser Impuls steuert die elektronischen Schal- 15 Sender 6 abgestrahlten Welle parallel zu den Antenter 20 während der Dauer des Impulses und schaltet nen 8 sind, wenn diese das Feld erreichen. Damit sie ein, so daß die während des Impulses an den Aus- sind alle von den Antennen 8 empfangenen Wellen gangen der unteren Seitenband-Filter 19 liegenden in Phase, so daß alle der Verzögerungseinrichtung 22 Schwingungen durch die elektronischen Schalter 2C durch die elektronischen Schalter 20 zugeführten zu den Eingängen 21 der Verzögerungseinrichtung 22 ao Signale die gleiche Phase aufweisen. Dies wird in geführt werden. Die Verzögerungseinrichtung 22 ist F i g. 4 dadurch angedeutet, daß die Anteile der WeI-so ausgelegt, daß die zwischen zwei benachbarten lenform zwischen jedem benachbarten Paar der Li-Eingängen auftretende Verzögerung gleich der Dauer nien 30 bis 34 identisch sind. Die Kombination der des durch die Schaltimpulsquelle 23 erzeugten Im- durch die elektronischen Schalter 20 gelieferten Sipulses (oder langer als dieser) ist. Als Ergebnis hier- 25 gnale stellt die Ausgangsspannung der Verzögevon verlaufen die an dem Ausgang des Filters 19, rungseinrichtung 22 dar, wobei in dem speziellen das der Antenne η — 0 zugeordnet ist, vorliegenden
Signale während des Impulses durch die Verzögerungseinrichtung 22 und zu dem Filter 25. Unmittelbar danach verlaufen die an dem Eingang des der 30
Antenne η = 1 zugeordneten Filters auftretenden
Schwingungen während des Impulses durch die Verzögerungseinrichtung und zu dem Filter 25. In gleicher Weise erscheinen die an den Ausgängen der
übrigen Tiefpaßfilter auftretenden Schwingungen 35 Antennen empfangen werden. Dabei ist, wie oben nacheinander an dem Filter 25 und bilden ein Infor- erläutert wurde, die Phase der Schwingung an jeder

d cos Φ. Die

angegebenen Beispiel der Zähler 26 sechzehn Nulldurchgänge für den dargestellten Abschnitt der Wellenform b zählt.

Nun soll die Wellenform α betrachtet werden, die der Bedingung entspricht, bei der Φ kleiner als 90° ist. Die durch jede Antenne 8 empfangenen Wellen weisen jetzt eine Phasendifferenz gegenüber der Phase der Wellen auf, die durch die benachbarten

mationssignal.

Die Schaltimpulsquelle erzeugt einen zweiten Impuls, der A/-mal länger als der Originalimpuls ist,

Antenne gegeben durch α — η -_τ

Phase der Schwingungen an den elektronischen

wobei N die Gesamtzahl der Antennen8 darstellt; 40 _{Schaltern ist} - ηψ d cos Φ, so daß die Phase der dieser Impuls ist so taktgesteuert, daß er beginnt, λ

wenn die erste der Schwingungen von der Verzöge- durch jeden elektronischen Schalter geführten rungseinrichtung den Zähler 26 für die Zahl der Schwingung in bezug auf die Phase der Schwingung Nulldurchgänge erreicht. Dieser zweite Impuls setzt verzögert ist, die durch den elektronischen Schalter den Zähler 26 für die Zahl der Nulldurchgänge und 45 geführt wird, der zu der Antenne gehört, die den die Zeitmeßeinrichtung 27 in Tätigkeit, die die Zahl nächstniedrigeren Wert von η aufweist. Wird z. B. der Nulldurchgänge der Ausgangsspannung der Ver- angenommen, daß die Wellenform zwischen den zögerungseinrichtung ermitteln, die während des Linien 30 und 31 durch den elektronischen Schalter zweiten Impulses auftreten; außerdem wird die zeit- durchgelassen wird, der der Antenne η = 49 zugeliche Verzögerung zwischen dem ersten Nulldurch- so ordnet ist, und daß die Wellenform zwischen den gang und dem letzten Nulldurchgang gemessen. Die Linien 31 und 32 durch den elektronischen Schalter Zeitmessung wird zu dem Zähler 26 geliefert, der auf durchgelassen wird, der der Antenne η = 48 zugeder Leitung 29 ein Ausgangssignal erzeugt, das ein ordnet ist, so ändert sich die Phase der von den Maß für die Zahl der Nulldurchgänge der Schwin- Schaltern durchgelassenen Wellenformen. Die Phase gung oder Wellenform ist, die während des zweiten 55 der Wellenform α ist zwischen den Linien 30 und 31 Impulses an dem Ausgang des Filters 25 auftritt. Die in bezug auf die Wellenform zwischen den Linien 31

~~ und 32 verzögert. In ähnlicher Weise variieren die

Phasen der Wellenformen zwischen den Linien 32, 33 und 34. Dabei stellt wiederum die Kombination der durch die elektronischen Schalter 20 gelieferten Schwingungen die Ausgangsspannung der Verzöge-

Zahl der Nulldurchgänge oder »Frequenz« dieses Signals, wie es gemäß dem oben beschriebenen Ver fahren bestimmt ist, stellt ein Maß für den Peilwinkel Φ dar.

In F i g. 4 sind zur Erläuterung drei Wellenformen a, b und c dargestellt. Jede Wellenform ist repräsentativ für das an dem Ausgang des Filters 25 unter bestimmten Bedingungen auftretende Signal, wobei die von den verschiedenen Antennen 8 abgeleiteten Anteile der Wellenformen durch die Linien 30 bis 34 angegeben sind. Zur Vereinfachung der Darstellungen sind nur einige Perioden eines jeden Signals dar-

rungseinrichtung 22 dar, wobei im angegebenen Beispiel der Zähler 26 siebzehn Nulldurchgänge für den dargestellten Abschnitt der Wellenforme zählt.

Im folgenden soil die Wellenform c betrachtel werden, die der Bedingung entspricht, bei der Φ größer als 90° ist. Wiederum weisen die von jedei Antenne 8 empfangenen Schwingungen eine Phasen-

ίο

differenz gegenüber der Phase der Schwingungen an den Ausgängen jedes Filters 19 auftretender

auf, die durch die zu dieser Antenne benachbarten Schwingungen unterschiedliche Verzögerungen ertei-

Antennen empfangen werden. Die Phase der an je- len. Jede Verzögerungseinrichtung ist so ausgelegt

der Antenne auftretenden Schwingungen ist wie oben daß die Schwingungen um eine Zeitdauer verzögerl

5 werden, die η Einheiten lang ist, wobei η die dei

durch den Ausdruck a. — η -*- d cos Φ gegeben, wo- Antenne 8 zugeordnete Nummer ist, mit der die Verzögerungseinrichtung verbunden ist. Die Ausgangs-

bei die an dem entsprechenden elektronischen Schal- spannung einer jeden Verzögerungseinrichtung 35,

36, 37 wird zu einem elektronischen Schalter 38, 39,

ter vorhandene Schwingung die Phase — n -*-dcos0 io 40 geführt, der durch die Schaltimpulse 23 gesteuert

wird. Die elektronischen Schalter werden nachein-

hat. Da Φ größer als 90° und somit cos Φ negativ ander für die Dauer einer Zeiteinheit eingeschaltet ist, eilt die Phase des durch jeden elektronischen und leitend gemacht, wobei mit dem elektronischen Schalter hindurchgelassenen Signals vor in bezug auf Schalter 40 (der an der Antenne 8 mit η = 0 zugedas Signal, das durch den Schalter hindurchgelassen »s ordnet ist) begonnen und zu den anderen elektroniwird, der der Antenne zugeordnet ist, die den nächst- sehen Schaltern 39, 38 in der Reihenfolge forgeschritniedrigeren Wert von η aufweist. Die Phase der WeI- ten wird, wie sie durch die jeder Antenne 8 zugeordlenform zwischen den Linien 30 und 31 eilt vor in nete Nummer η definiert ist. Auf diese Weise werden bezug auf die Phase der Wellenform zwischen den Wellenformen, wie sie in Fig. 4 dargestellt sind, an Linien 31 und 32. Die Phasen der Wellenformen »» dem gemeinsamen Ausgang der elektronischen zwischen den Linien 32, 33 und 34 variieren in einer Schalter 38 bis 40 erzeugt, so daß ein Informationsähnlichen Weise. Die Kombination der durch die signal entsteht.

elektronischen Schalter 20 gelieferten Signale stellt Die gemeinsame Ausgangsspannung der elektro-

die Ausgangsspannung der Verzögerungseinrichtung nischen Schalter 38 bis 40 wird zu einer Gruppe von

22 dar; bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel »5 Bandpässen 41 bis 46 geführt, von denen jeder eine

zählt der Zähler 26 fünfzehn Nulldurchgänge für den der möglichen Frequenzen der Ausgangsspannungen

in der Zeichnung gezeigten Abschnitt der Wellen- der elektronischen Schalter durchlassen kann. Die

form c. Frequenz der Ausgangsspannung der elektronischen

Es wird also gezeigt, daß die von dem Zähler 26 Schalter hängt von dem Winkel Φ ab, so daß das ermittelte Zahl von der Größe des Winkels Φ ab- 30 Auftreten eines Signals an dem Ausgang irgendeines hängt, so daß diese Zahl als Maß für die Größe die- Bandpasses einen spezifischen Wert für den Peilwinses Winkels verwendet werden kann. Diese Zahl wird kel Φ angibt. Die Ausgangsgrößen der einzelnen zusammen mit einem Signal, das von der Zeitmeß- Bandpässe 41 bis 46 werden zu der Verarbeitungseinrichtung 27 abgegeben wird und der Zeitspanne einrichtung 13 (siehe Fig. 1) geführt, wo die Inforzwischen dem ersten Nulldurchgang und dem letzten 35 mationen verarbeitet werden.

von dem Zähler 26 ermittelten Nulldurchgang ent- Die Erfindung ist bisher unter Bezugnahme auf

spricht, zu der Verarbeitungseinrichtung 13 (siehe einen Peiler beschrieben worden, der die Position

Fig. 1) geführt. eines Senders orten kann, der elektromagnetische

In F i g. 5 ist eine alternative Ausführungsform des Wellen in Abhängigkeit von Steuersignalen ausstrahlt, in F i g. 2 dargestellten Teils des erfindungsgemäßen 40 Die Erfindung kann jedoch auch bei Primärradar-Peilers gezeigt. Die Teile, die die Bezugsziffern 9 Anlagen angewandt werden, bei denen die Position bis 19 tragen, sind die gleichen wie die in F i g. 2 ge- eines Ziels oder Targets, das von einer Quelle auszeigten Teile, die somit nicht mehr erläutert werden. gesendete elektromagnetische Wellen reflektiert, be-Die elektrische Ausgangsgröße der Filter 19 wird stimmt wird. Ein solches Ziel kann als virtuelle jeweils zu einer einzelnen Verzögerungseinrichtung 45 Quelle mit Hochfrequenzstrahlung angesehen werden. 35, 36, 37 geführt. Jede Verzögerungseinrichtung Weiterhin kann der erfindungsgemäße Peiler dazu bewirkt eine solche Verzögerung des Signals, die eine benutzt werden, die Position eines Ziels oder Tar-Zeiteinheit länger als die Verzögerung ist, die durch gets zu orten, das kontinuierlich elektromagnetische die benachbarte Verzögerungseinrichtung auf einer Wellen ausstrahlt oder zu vorher festgelegten Zeiten Seite bewirkt wird, und die eine Zeiteinheit kürzer 50 elektromagnetische Wellen ausstrahlt. Solche Ziele ist, als die Verzögerung, die durch die benachbarte können Raketen oder ähnliche Flugkörper sein, die Verzögerungseinrichtung auf der anderen Seite be- mit »Zielflug(homing)-Sendern« ausgerüstet sind, wirkt wird. Die Ausgangsgröße der einzelnen Verzö- um die Ortung ihrer Positionen zu ermöglichen.
-' *?$% gerungseinrichtungen wird jeweils zu einem getrenn- In F i g. 6 ist eine Modefikation dargestellt, die bei ten elektronischen Schalter 38, 39, 40 geführt, von 55 der Einrichtung 26, 27 zur Zählung der Nulldurchdenen jeder einzeln durch eine Schaltimpulsquelle 23 gänge der Ausgangsspannung der Verzögerungseingesteuert wird. Die Ausgangsspannungen der elek- richtung pro Zeiteinheit, wie sie in F i g. 2 dargestellt ironischen Schalter 38, 39, 40 werden zu den Ein- ist, verwendet werden kann, um die Präzision der gangen einer Gruppe von Bandpässen 41 bis 46 Messung zu erhöhen. Diese zwischen dem Bezugsgeführt, die jeweils so ausgelegt und dimensioniert 60 frequenz-Generator 16 und dem Mischer 15 bei der sind, daß sie nur ein schmales Frequenzband durch- Anordnung nach F i g. 2 eingeführte Modifikation lassen. führt zu einer Frequenzverschiebung des zu dem

Beim Betrieb der in F i g. 5 dargestellten Ausfüh- Mischer 15 gelieferten Signals in der Weise, daß bei

rungsform sind die an dem Ausgang der Filter 19 einer bestimmten Zahl von Abtastungen eine Schwe-

auftretenden elektrischen Größen gleich denen, wie 65 bung von einer Periode über die gesamte Meßzeit

sie unter Bezugnahme auf F i g. 2 beschrieben wur- auftritt.

den. Diese Ausgangsgrößen werden durch die Ver- Die Ausgangsgröße des Bezugsfrequenz-Genera-

zögerungseinrichtungen 35, 36, 37 verzögert, die den tors 16 wird zu einem Mischer 47 geführt, der als

zweites Eingangssignal eine Schwingung von einem Oszillator 48 erhält; dieser Oszillator ist so gesteuert, daß er mit der Frequenz des Bezugsfrequenz-Generators 16 + =—-Tr- schwingt. Die Steuerung des Oszillators 48 erfolgt über ein Schmalband-Filter 49 mittels des Ausgangssignals eines weiteren Mischers 50; dieser Mischer 50 mischt die Ausgangsschwingung eines weiteren Oszillators 51, der mit einer Frequenz jT-jr schwingt, mit dem Ausgangssignal eines

Filters 52, das bei der Frequenz

zentriert ist;

Ts-Ns

das Filter 52 empfängt ein Eingangssignal von dem Mischer 47. Hierbei bedeutet Ts die Abtastzeit in Sekunden, während Ns die Zahl der Abtastungen ist, über die sich die Schwebung einer Periode erstrecken soll.

Die Versetzungs- bzw. Absetzungsfrequenz sollte nicht gleich einer Harmonischen der Takt- und Abtast-Frequenzen sein, da dies eine Verminderung der

Genauigkeit der Peilung zur Folge hätte. Dadurch würde die Peilungspräzision tatsächlich auf ± ^

begrenzt sein, wobei -= die Feldproportionen sind.

Da der Zähler für die Nulldurchgänge nur eine ganze Zahl von Perioden ermitteln kann, wird dadurch, daß gemäß der Beschreibung der Phase rhythmisch über die gesamte Meßzeit vorrückt, erreicht, ίο daß alle Phasen untersucht bzw. festgestellt werden.

Wird eine Schwebung von einer Periode in der gesamten Meßzeit über eine Zahl von Abtastungen Ns vorgesehen, so besträgt die Genauigkeit

+ 1 ^{λ 1}

Ist beispielsweise

2π
360

und Ns = 20, so beträgt die Genauigkeit ± 0,025°.

Hierzu S Blatt Zeichnungen

999

Claims (4)

1 2 Abgriff einer Verzögerungseinrichtung angeschaltet Patentansprüche: sind und bei dem die Ausgangsspannung der Verzögerungseinrichtung zur Messung des Peilwinkels

1. Peiler, bei dem die Spannungen einer Mehr- verwendet ist.

zahl von Antennen, gegebenenfalls nach Fre- 5 Bekanntlich bestehen Richtstrahlfelder, die bei quenzumsetzung, jeweils an einen Abgriff einer einem solchen Peiler benutzt werden, aus einer Mehr-Verzögerungseinrichtung angeschaltet sind und zahl von Antennen, die so miteinander verbunden bei dem die Ausgangsspannung derVerzögerungs- sind, daß sich die erforderliche Anzahl von Antennen einrichtung zur Messung des Peilwinksls verwen- zur Durchführung der Peilung ergibt. Mit dem Bedet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in io griff »Gruppe von Antennen« oder ähnlichen Ausdie Zuleitung jeder Antenne (8) an die Verzöge- drücken soll im folgenden immer eine Mehrzahl von rungseinrichtung (22; 35, 36, 37) ein elektroni- Antennen bezeichnet werden, die in einer zur Peilung scher Schalter (20; 38, 39, 40) eingefügt ist, daß eines Objektes geeigneten Weise angeordnet sind,
!amtliche elektronischen Schalter (20; 38, 39, 40) Bei einem Peiler der angegebenen Gattung, wie er gleichzeitig durch Impulse aus einer Schaltimpuls- 15 z.B. aus der deutschen Auslegeschrift 1 196 726 bequelle (23) gesteuert sind, daß die Einschaltphase kannt ist, wird die Position des Objektes bestimmt, der elektronischen Schalter (20; 38, 39, 40) gleich indem die relativen Phasen der elektromagnetischen oder kürzer als die Verzögerung zwischen zwei Wellen gemessen werden, die von jeder der Antennen benachbarten Anschlüssen der Verzögerungsein- empfangen werden. Dabei werden die empfangenen richtung (22; 35, 36, 37) bemessen ist und daß ao Schwingungen nacheinander zu einer Verarbeitungsdie Peilung durch eine Einrichtung (26, 27; 41, einrichtung geführt, so daß die Phaseninformation 42, 43, 44, 45, 46) zur Zählung der Nulldurch- aus aufeinanderfolgenden Abschnitten der durch die gänge der Ausgangsspannung der Verzögerungs- Antennen aufgenommenen Wellenform abgeleitet einrichtung (22; 35, 36, 37) pro Zeiteinheit ermit- wird,
telt ist. »5 Urn mit einem solchen Peiler genaue Ergebnisse

2. Peiler, bei dem die Spannungen einer Mehr- zu erhalten, muß die durch das Richtstrahlfeld empfcahl von Antennen, gegebenenfalls nach Fre- fangene Wellenform zumindest während der Zeitquenzumsetzung, jeweils an einen Abgriff einer spanne kohärent sein, während der die aufeinander-Verzögerungseinrichtung angeschaltet sind und folgenden Abschnitte der Wellenform, von der die bei dem die Ausgangsspennung der Verzöge- 30 Phaseninformation abgeleitet wird, von dem Richtrungseinrichtung zur Messung des Peilwinkels strahlfeld empfangen wird. Deshalb muß also der die verwendet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Wellenformen erzeugende Generator kohärente Antenne (8) eine Verzögerungseinrichtung (35, Schwingungen erzeugen. Solche Generatoren haben 36, 37) mit einem nachgeschalteten elektroni- jedoch einen relativ aufwendigen Aufbau und sind $chen Schalter (38, 39, 40) zugeordnet ist, daß 35 teuer in der Herstellung, so daß die Notwendigkeit Sämtliche elektronischen Schalter (38, 39, 40) des Einsatzes eines solchen Generators einen großen nacheinander durch Impulse aus einer Schalt- Nachteil darstellt.

Impulsquelle (23) gesteuert sind, daß die Ver- Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde,

fcögerung der einzelnen Verzögerungseinrichtun- einen Peiler der angegebenen Gattung zu schaffen, mit

gen (35, 36, 37) proportional mit der Nummer («) 40 dem eine Peilung auf einfache Weise durchgeführt

der Antennen (8) ansteigt und daß die Peilung werden kann, ohne daß ein Kohärenz-Signal-Genera-

durch eine Einrichtung (26, 27; 41, 42, 43, 44, tor verwendet werden muß.

45, 46) zur Zählung der Nulldurchgänge der Aus- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-

gangsspannungen der elektronischen Schalter (38, löst, daß in die Zuleitung jeder Antenne an die Ver-

39, 40) pro Zeiteinheit ermittelt ist. 45 zögerungseinrichtung ein elektronischer Schalter ein-

3. Peiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gefügt ist, daß sämtliche elektronischen Schalter gekennzeichnet, daß die Einrichtung (26, 27) aus gleichzeitig durch Impulse aus einer Schaltimpulseinem Zähler (26) für die Zahl der Nulldurch- quelle gesteuert sind, daß die Einschaltphase der gänge der Ausgangsspannung und einer Zeitmeß- elektronischen Schalter gleich oder kürzer als die einrichtung (27) für die Zeit zwischen dem ersten 50 Verzögerung zwischen zwei benachbarten Anschlüs-Und dem letzten Nulldurchgang bei einem Durch- sen der Verzögerungseinrichtung bemessen ist und lauf über alle Antennen (8) besteht. daß die Peilung durch eine Einrichtung zur Zählung

4. Peiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- der Nulldurchgänge der Ausgangsspannung der Verkennzeichnet, daß die Zahl der Nulldurchgänge zögerungseinrichtung pro Zeiteinheit ermittelt ist.
dadurch bestimmt wird, daß die Ausgangsspan- 55 Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen Hung einer Gruppe von Bandpässen (41, 42, 43, insbesondere in folgender Wirkungsweise: Nur die 44, 45, 46) zugeführt ist, die auf verschiedene elektromagnetischen Wellen, die während einer be-Mittenfrequenzen abgestimmt sind, derart, daß stimmten Zeitspanne von den Antennen empfangen deren Ausgangsspannungen ein Maß für die Zahl werden, werden abgetastet und mit ähnlichen bzw. der Nulldurchgänge pro Zeiteinheit sind. 60 gleichen Schwingungen substraktiv gemischt, so daß

eine Schwingung entsteht, die die gleiche Phase wie die von den Antennen empfangenen Wellen hat. Das

■ heißt also, daß die von den Antennen empfangenen

Wellen nicht mehr kohärent sein müssen. Daraus er-