DE2305659A1

DE2305659A1 - peilanlage mit mindestens zwei antennensystemen

Info

Publication number: DE2305659A1
Application number: DE19732305659
Authority: DE
Inventors: Werner Dr Hasselbeck
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1973-02-06
Filing date: 1973-02-06
Publication date: 1974-08-08
Also published as: FR2216588B3; FR2216588A1; JPS49112588A; GB1446815A; CA1036254A

Description

LICENTIA

Patent-Verwaltungs-GmbH

6000 Prankfurt (Main) 70, Theodor-Stern-Kai 1

Ulm (Donau), 1. Februar 1973

PT-UL/Schz/sa

UL 73/15

"Peilanlage mit mindestens zwei Antennensystemen"

Die Erfindung betrifft eine Peilanlage, die auch die bekannten Einrichtungen zur Seitenkennung enthalten kann, zur möglichst fehlerfreien Bestimmung der Einfallsrichtung elektromagnetischer Wellen bei ungünstigen Ausbreitungsverhältnissen mit mindestens zwei am Peilvorgang ohne Seitenkennung beteiligten Antennensystemen.

Es ist Stand der Technik, bei der Bestimmung von Einfallsrichtungen elektromagnetischer Wellen Richtantennen, z. B. Rahmenantennen, zu benutzen. Die als Beispiel angeführten Rahmenantennen geben jedoch bei einem von Null verschiedenen Elevationswinkel der einfallenden Welle nur dann richtige Peilergebnisse, wenn die Strahlung vertikal polarisiert ist. Sie arbeiten also unter gewissen Ausbreitungsbedingungen fehlerhaft. Ähnlich verhalten sich viele andere Peilantennensysteme. Im Fall des

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Rahmens hat diese Tatsache frühzeitig zum Einsatz von Adcock-Antennensystemen geführt. Sie bestehen aus Linearantennen und nehmen deshalb nur eine einzige Polarisationskomponente aus dem Wellenfeld auf. Dieser Vorzug eines von der Polarisation unabhängigen Peilergebnisses steht beim Adcocksystem der Nachteil eines verhältnismäßig großen Raumbedarfs gegenüber. Diese räumliche Ausdehnung macht den Einsatz von Adcocksystemen an Bord von Schiffen und Landfahrzeugen oft unmöglich, besonders, wenn tiefe Frequenzen gepeilt werden sollen. Aber, auch das Adcocksystem arbeitet fehlerhaft, tvenn es in durch zwei'oder mehr Wellen verursachten Interferenzfeldern eingesetzt wird«,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Peilanlage der einleitend genannten Art solche Fehler, die, wie in den angeführten Beispielen, auf Ausbreitungserscheinungen beruhen, zu vermeiden.

Die erfindungsgemäße Peilanlage ist gekennzeichnet durch die Verwendung von mindestens zwei Antennensystemen, von denen eines in gewohnter Weise zur Peilung benutzt wird und bei dem Peilfehler durch Einfluß von Polarisation, Einfallswinkel, Interferenzen u. ä. entstehen können, während das oder die weiteren Antennen die Kriterien dafür liefern, in welchen Zeitintervallen das erste, zur Peilung benutzte System fehlerfrei

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arbeitet. Mit einem derartigen zusätzlichen Antennensystem wird zweckmäßig eine Einrichtung verbunden, die nur dann die Peilauswertung freigibt, wenn die angeführten Kriterien geliefert werden.

Auf diepe Weise wird erreicht, daß eine Peilung nur in solchen Zeitintervallen durchgeführt wird, wo am Ort des Antennensystem die Bedingungen vorliegen, die eine fehlerfreie Peilung gestatten.

Die Erfindung soll an einem einfachen Beispiel erläutert werden. Das Peilantennensystem der Peilanlage nach der Erfindung gemäß Fig. 1 besteht aus zwei in vertikalen, aufeinander senkrecht stehenden Ebenen befindlichen Rahmen R^ und Ep. Dazu gehören als zusätzliches Antennensystem zwei in einer horizontalen Ebene liegende halbkreisförmige Rahmen R, und R^. Die beiden letzteren Rahmen sind so ausammengeschaltet, daß sich die in ihnen induzierten Spannungen addieren. Mit H ist eine lineare Antenne bezeichnet, die in an sich bekannter Weise zur Seitenkennung benutzt wird. Das in Fig. 1 gezeigte Antennensystem R^, R2, Rz» R4. arbeitet, wie in Fig. 2 dargestellt, mit einem mehrkanaligen Peiler zusammen. Die einzelnen Verstärkerkanäle des Peilers sind mit V. bis V, bezeichnet und enthalten Mittel zur Frequenzumsetzung und auch Mittel, um den

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Phasengang im Durchlaßbereich und die Verstärkung manuell oder automatisch einander anzugleichen. Am Ausgang der Kanäle stehen Spannungen einer Frequenz zur Verfügung, die sowohl zur Steuerung der Ablenksysteme als auch zur Helligkeitssteuerung eines Kathodenstrahlrohres geeignet ist.

Die von den Kanälen V,. und Ί^ gelieferten Spannungen werden einerseits den beiden Ablenksystemen A^ und A2'J.der gezeigten Kathodenstrahlröhre zugeführt und ergeben damit auf deren Leuchtschirm die Peilanzeige. Andererseits werden beide Spannungen auch einem Summierglied S zugeführt. Dabei läuft die vom Kanal Vp kommende Spannung zuvor über ein die Phase um 90° drehendes Element 0. Damit ist die am Ausgang von S erscheinende Spannungsamplitude unabhängig vom Azimut der einfallenden Welle.

Die Aus gang s spannungen von S und V, werden einer Vergleichsschaltung K zugeführt. Diese steuert einen elektronischen Schalter W derart, daß das Gitter G der Kathodenstrahlröhre nur dann hell getastet wird, wenn die von V^ kommende Spannung klein gegen die Summenspannung der Kanäle V. und V^ ist. In diesen Augenblicken ist das Feld am Ort des Antennensystems hinreichend genau vertikal polarisiert.

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Für den Peilfehler Δ Ψ eines Rahmenpeilers gilt bei dem Polarisationswinkel f und dem Elevationswinkel S" der einfallenden Strahlung

tg Δ φ ^ sin^'. tg Ψ

Wenn die Strahlung nahezu vertikal polarisiert ist, ist T « 1. Ferner ist stets

sin*7< 1. Somit gilt

Δ φ <

d. g., der Peilfehler kann nie größer werden als die zugelassene Abweichung von der vertikalen Polarisation und diese ergibt sich bei Gleichheit der Verstärkerkanäle und angenäherter Gleichheit der effektiven Höhen der vertikalen und horizontalen Rahmen aus dem Spannungsverhältnis der Ausgangsspannungen von V, und S. Ist das Spannungsverhältnis z. B. 0,05, wenn der Schalter W die Kathodenstrahlröhre öffnet, dann ist der maximal mögliche Peilfehler bereits unter 2,5°.

Die in Fig. 2 gezeigte Anordnung liefert noch keine Angabe über die Seite. Dazu kann, wie in Fig. 3, ein getrennter vierter Kanal V^ in Verbindung mit der Hilfsantenne H, eventuell nnter Zwischenschaltung eines Phasendrehgliedes P, eingesetzt werden. Die Ausgangs spannung vom Kanal V₁, steuert,

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ζ. B. über einen Kondensator C, eine Hälfte des Schirmbildes dunkel und macht damit die Anzeige eindeutig.

Falle der Aufwand eines vierten Kanals zu hoch erscheint, kann die Anlage, wie in Fig. 4- gezeigt, modifiziert werden. Ein Multivibrator M steuert einen Umschalter U₉ der vorzugsweise aus Dioden besteht. Er legt abwechselnd die Rahmen R^/R^ oder die Hilf santenne H an den Eingang des Verstärkerkanals V^. Die am Ausgang von V, erscheinende Spannung wird in der einen Schaltstellung von U in einem Vergleichsglied K' , wie oben beschrieben, mit der vom Summierglied S gelieferten Spannung verglichen, kurzzeitig gespeichert und wieder zur Steuerung des Schalters W benutzt. In der anderen Stellung aber wird die Hilfsantennenspannung über K¹ direkt zum Steuergitter G durchgeschaltet. Sie kann natürlich nur wirksam werden, wenn der Schalter W das Steuergitter freigibt. Damit erscheint bei passend gewählten Schaltzeiten des Multivibrators M die Hälfte des Schirmbildes, die dem um 180° versetzten (falschen) Azimut entspricht, deutlich dunkler.

Die Zeiten, in denen die Kathodenstrahlröhre hell getastet ist, können bei ungünstigen Ausbreitungsbedingungen kurz sein. Um trotzdem eine auswertbare Anzeige zu erhalten, ist es zweckmäßig, den Strahlstrom zu vergrößern und/oder einen nachleuchten&änn Schirm zu benutzen.

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Das Prinzip, aus einem Zusatzantennensystem Informationen abzuleiten, in welchen Zeiten die Ausbreitungsbedingiingen eine verwertbare Peilung zulassen, ist nicht auf das als Beispiel angeführte Rahmen-Antennensystem beschränkt. Bei Adco ckant ennen kann man z. B. durch Anwendung der Erfindung den Peilvorgang unterbrechen, wenn durch überwiegend horizontal polarisierte Strahlung und/oder durch sehr steilen Welleneinfall Peilfehler entstehen.

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Claims

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Patentansprüche

M. !Peilanlage, die auch die bekannten Einrichtungen zur
Seitenkennung enthalten kann, zur möglichst fehlerfreien
Bestimmung der Einfallsrichtung elektromagnetischer Wellen

• "bei ungünstigen Ausbreitungsverhältnissen mit mindestens
zwei am Peilvorgang ohne Seitenkennung "beteiligten Antennensystemen, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf Aasbreitungserscheinungen anfälliges Antennensystem zur Peilung benutzt wird und daß das oder die weiteren Antennensysteme die Kriterien dafür liefern, in welchen Zeitintervallen das erste Antennensystem keine oder verminderte durch Ausbreitungsbedingungen verursachte Peilfehler liefert.
2. Peilanlage gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen, die der Peil auswertung dienen, nur in den Zeitintervallen arbeiten, in denen die Voraussetzungen für eine fehlerfreie Peilung gegeben sind.

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