DE2335904C3 - Mehrkanalpeiler für die getrennte Anzeige von sehr nahe beieinander liegenden, gleichzeitig vorhandenen Senderfrequenzen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Mehrkanalpeiler für die getrennte Anzeige von sehr nahe beieinander liegenden, gleichzeitig vorhandenen Senderfrequenzen.

In der Peiltechnik ist es oft notwendig, frequenzmäßig sehr nahe beieinanderliegende Sender zu trennen. Dieses Zusammenfallen der Frequenzen kann zufällig sein oder aus Gründen der Störung bzw. Tarnung, auch bewußt herbeigeführt werden. In solchen Fällen ist es nötig, schwache Sender von eng benachbarten stärkeren zu trennen.

Neuere Peilempfänger haben bereits eine sehr geringe Ausgangsbandbreite von beispielsweise /z±250 Hz, so daß beispielsweise Modulationsfrequenzen, die gewöhnlich mit einem Abstand von ±300 Hz zur Trägerfrequenz beginnen, mit Sicherheit abgetrennt werden können. Eine Trennung noch dichter beieinanderliegender Frequenzen ist jedoch nicht mehr möglich, und bei der Darstellung des Peilergebnisses auf dem Schirm einer Braunschen Röhre erscheint eine Ellipse, deren Laige von dem momentanen Fhasenverhiltnis der beiden Sender abhängt und keineswegs mit der Richtung nach einem der Sender übereinstimmt.

Noch wichtiger ist die Trennung nahe benachbarter Sender bei einer numerischen Darstellung der Peilergebnisse. Wenn hierbei die Sender nicht getrennt werden können, erscheint auf dem Ziffemtableau eine stetig wechselnde Anzeige, die keinerlei Vorzugsrichtung mehr erkennen läßt, während bei einer Anzeige auf dem Bildschirm einer Braunschen Röhre bei genügend langer Beobachtungszeit aus der Bildung polygonaler Figuren doch noch auf die Peilrichtungen der einzelnen s Sender geschlossen werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Trennung auch noch dichter als 500 Hz beisammenliegender Sendungen zu erreichen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß die Spannung des

to Bezugskanals an die Eingänge der ersten von η (π— 1) Sperrkreisen angelegt, deren Sperrfrequenz durch Anlegen einer Wechselspannung mit der zu sperrenden Frequenz an deren Steuereingang einstellbar ist; außerdem sind jedem dieser η ersten Sperrkreise n—2 gleichartige Sperrkreise nachgeschaltet, und die Ausgangsspannung der jeweils π letzten Sperrkreise ist jeweils dem Eingang eines von π an sich bekannten phasensynchronisierten Oszillatoren der Gattung, die auf den stärksten in ihrem Fangbereich liegenden

μ Träger synchronisiert, zugeführt Außerdem ist die Ausgangsspannung jedes dieser Oszillatoren der Einrichtung zur wahlweisen Kreuzkorrelation und Anzeige der Peilwerte zugeführt und liegt gleichzeitig an den Steuereingängen je eines Sperrkreises der restlichen (n—\) Zweige an.

Die Anzahl der Sperrkreise richtet sich dabei nach der Anzahl der voraussichtlich zu trennenden Sender. Sollen beispielsweise zwei benachbane Frequenzen getrennt werden, dann wird der Ausgang des genannten Peilkanals in zwei parallele Zweige aufgeteilt, von denen jeder einen gesteuerten Sperrkreis und einen phasensynchronisit-iten Oszillator — Phase Locked Loop = PLL — (F. M. Gardner: »Phaselock Techniques«, 1966, Seiten 1 und 2) enthält Die Regelkreise beeinflussen, ähnlich wie in einer Flip-Flop-Schaltung, in überkreuzter Rückkopplung die Sperrkreise, so daß die Frequenz, auf die der eine PLL soeben eingerastet ist für den anderen Zweig gesperrt wird. Der andere PLL kann nun auf die zweite, schwächere Frequenz des zugeführten Gemisches einrasten und sperrt seinerseits diese Frequenz im ersten Zweig. Der /V/4-Kanal (z-Kanal) ist somit in zwei, verschiedene Frequenzen führende Zweige aufgetrennt worden, von denen jeder über einen Synchrondemodulator den beiden Peilkanälen (x- und y-Kanal) zugeführt werden kann und dort die Korrelation und Analog-Digitalum wandlung der betreffenden Frequenz des Peilsignals bewirkt (DT-AS 22 60 926).

Das Wesen der Erfindung wird nun anhand der

so Figuren näher erläutert Dabei zeigt

F i g. 1 ein Frequenzspektrum mit zwei Trägern, wie es am Ausgang eines Peilkanals auftreten kann,

F i g. 2 den Ausgang eines Peilkanals mit der ei iindungsgemäßen Beschattung zur Trennung von n=3 Trägern,

Fig.3 die Blockschaltung eines der gesteuerten Sperrkreise in herkömmlicher Art,

F i g. 4 die Blockschaltung eines der gesteuerten Sperrkreise in erfindungsgemäßer vereinfachter Art,

Fig.5 ein Beispiel für die Trennung von η=2 Trägern.

In Fig. 1 sind die Amplituden der Teilschwingungen eines starken Trägers Tr dargestellt, wobei die Bandbreite des Ausgangs der Peilkanäle mit 2Δί

μ bezeichnet ist. Infolge der geringen Bandbreite werden die Seitenbänder von Tr bereits von der Peilanzeige ausgeschlossen, während ein eng benachbarter Träger Tr' noch zu den Anzeigegeräten gelangt. 1st dieses

Gerät eine Braunsche Röhre, dann entsteht bei längerer Beobachtungsdauer auf dem Bildschirm der Eindruck eines Parallelogramms, aus dessen Seitenrichtungen auf die Richtungen nach den Sendern geschlossen werden kann.

Soll dieses Peilbild in digitaler Form über eine Telefonleitung fernübertragen werden, so ergeben sich jedoch Schwierigkeiten, denn wegen der geringen Bandbreite des Telefonkanals kann die Übertragung nur verhältnismäßig langsam vonstatten gehen, was den Verlust der P-uallelograrnmanzeige zur Folge hat, so daß keiner der beiden sich überlagernden Sender gepeilt werden kann. Darüber hinaus wäre eine eventuelle automatische Auswertung einer Parallelogrammanzeige sehr schwierig.

Um diese Nachteile zu vermeiden, ist es nötig, am Ausgang des Peilgerätes eine Trennung der Frequenzen in Bereiche mit wenigen Hertz Bandbreite vorzunehmen und jedes besetzte Band gesondert zur Anzeige zu bringen. Dies geschieht bei vorliegender Anmeldung nicht durch die Anwendung zahlreicher Bandfilter, die mit den erforderlichen schmalen Durchlaßbereichen nur schwer herstellbar sind, sondern durch die Anordnung phasensynchronisierter Oszillatoren PLL in Jherkreuzter Verbindung mit gesteuerten Sperrkreisen, die nur in solcher Anzahl vorhanden zu sein brauchen, wie es dem gleichzeitigen Einfall nahezu frequenzgleicher Sender entspricht

Erfahrungsgemäß sind häufig zwei derartige Sender zu beobachten, in seltenen Fällen drei. Dementsprechend genügt es, jeden Kanal in zwei bzw. dre^; parallele Zweige aufzuteilen. Der Grundidee des Verfahrens liegt das Prinzip der aus der Digitaltechnik bekannten bistabilen Kippstufe zugrunde.

Die Funktion der Schaltung soll aus F i g. 5 erläutert werden, die ein Beispiel für die Trennung von zwei Trägern darstellt, deren Frequenzen f\ und /j beliebig im Durchlaßbereich von 500 Hz liegen können.

Es wird vorausgesetzt, daß solche phasensynchronisierten Oszillatoren PLL verwendet werden, die nur auf den stärksten von mehreren gleichzeitig an ihrem Eingang vorhandenen Träger einrasten, und daß die Sperrkreise alle Frequenzen durchlassen, mit Ausnahme derjenigen Frequenz, die an ihrem Steuereingang anliegt

Ohne Eingangssignal werden die beiden gleichartig aufgebauten Oszillatoren auf Undefinierten Frequenzen schwingen.

Legt man nun die Überlagerung zweier Sinusschwingungen mit den Frequenzen f\ und h an den Eingang der Schaltung, wobei f\ und /j innerhalb des Ziehbereiches der phasensynchronisierten Oszillatoren PLL liegen sollen, so gelangt das Eingangssignal zunächst gleichmäßig auf diL beiden PLL, die jetzt beide versuchen, auf den stärkeren der beiden Träger, z. B. den mit der Frequenz f\ einzurasten.

Da aufgrund von Exemplarstreuungen immer ein PLL der schnellere ist, rastet beispielsweise PLL\ vor PLLz auf f\ ein und bewirkt damit, daß mit Hilfe des Sperrkreises SP\ genau diese Frequenz auü dem Spektrum des Eingangssignals von PLLi ausgeblendet wird.

Dabei ist es nicht erforderlich, daß der Träger von h völlig unterdrückt wird; es muß nur gewährleistet sein, daß die zugehörige Amplitude kleiner wird als diejenige von /j. Dann kann PLLi auf /j einrasten und seinerseits diese Frequenz über den Sperrkreis SPi eim Eingangssignal von PLL\ dämpfen, was den angelaufenen Prozeß noch unterstützt und dadurch einen Kippvorgang in dem Sinne auslöst, daß die beiden verschiedenen PLL auch auf die verschiedenen Frequenzen synchronisieren.

Am Ende dieses Vorgangs liegen f, und h getrennt an den Ausgängen I und II vor. Welche Frequenz letzilich welchem PLL zugeordnet wird, ist ein statistisches Problem und läßt sich im Einzelfall nicht vorhersagen.

Etwas größeren Aufwand erfordert die Trennung von drei Trägern (F i g. 2). Hier wird der HA -Kanal in drei Parallelzweige aufgespalten, von denen jeder einen PLL enthält, d>e nacheinander auf die stärksten Träger einrasten und mit ihrer Frequer. die gesteuerten Sperrkreise in den anderen beiden Zv-eigen selektiv sperren.

Bei Bedarf können auch noch mehr (allgemein gesprochen n) Frequenzen getrennt werden. Man hat dann den Bezugskanal in π parallele Zweige aufzuteilen, von denen jeder mit einem PLL und (n-\) gesteuerten Sperrkreisen in Serienschaltung versehen wird. Für den Bezugskanal benötigt man dann η ■ (η-I) Sperrkreise. Der Aufwand wird größer, ist aber immer noch kleiner als bei der Anwendung fest abgestimmter Bandfilter, von denen man bei nur 5 Hz Bandbreite hundert Stück benötigen würde, um die ursprüngliche Ausgangsbandbreite der Peilkanäle von 500 Hz überdecken zu können.

Prinzipiell kann als Sperrkreis die an sich bekannte Schaltung nach F i g. 3 (vergleiche z. B. H. D. Luke: »Signalübertragung«, 1975, Seite 122 bis 126, Abschnitt 53.6 »Realisierung von Bandpaßsystemen durch Tiefpaßsysteme«) verwendet werden, die allerdings rcsit vier Multiplizierern, drei Additionsstufen, zwei Hochpässen, einem Verstärker und einem Sinus-Kosinus-Aufspalter rebiiv aufwendig ist

Mit etwa der Hälfte der Bauelemente kommt dagegen eine Schaltung aus, die erfindungsgemäß nach F i g. 4 aufgebaut ist

Aus dem Ausgangssignal wird durch Synchrondemodulation 2 mit dem zu sperrenden Signal (Steuereingang) ein Produkt erhalten, dessen Gleichanteil der Amplitude des zu sperrenden Signals proportional ist und somit eine Fehlerspannung darstellt, die zur Regelung benutzt werden kann. Diese Fehlerspannung wird invertierend verstärkt 3. In einem Tiefpaß 4 wird der interessierende Gleinhanteil abgetrennt und mit der SteuR-frequenz multipliziert 5. Dieses Produkt wird dem Eingangssignal additiv überlagert, so daß ein Proportionalregelkreis entsteht, der den Ausgang von der Steuerfrequenz freihält

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   1, Mehrkanalpeiler für die getrennte Anzeige von η sehr nahe beieinanderliegenden, gleichzeitig vorhandenen Senderfrequenzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung des Bezugskanals an die Eingänge der ersten von η -(n—l) Sperrkreisen angelegt ist, deren Sperrfrequenz durch Anlegen einer Wechselspannung mit der zu sperrenden Frequenz an deren Steuereingang einstellbar ist, und daß jedem dieser π ersten Sperrkreise st—2 gleichartige Sperrkreise nachgeschaltet sind und daß die Ausgangsspannung der jeweils π letzten Sperrkreise jeweils dem Eingang eines von η an sich bekannten phasensynchronisiertsn Oszillatoren der Gattung, die auf den stärksten in ihrem Fangbereich liegenden Träger synchronisiert, zugeführt ist und daß die Ausgangsspannung jedes dieser Oszillatoren der Einrichtung zur wahlweisen Kreuzkorrelation und Anzeige der Peilwerte zugeführt ist und gleichzeitig an den Steuereingängen je eines Sperrkreises der restlichen (fl-1) Zweige anliegt
2. 2. Peiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrkreis aus einer Addierstufe (1) gebildet ist, deren erstem Eingang das zu filternde Eingangssignal zugeführt ist und deren zweiter Eingang über eine Multiplizierschaltung (!>) mit dem Steuereingang verbunden ist, wobei der zweite Eingang dieser Multiplizierschaltung (5) über einen Tiefpaß (4) und einen invertierenden Verstärker (3) mit dem Ausgang einer weiteren Multiplizierstufe (2) verbunden ist, deren Eingänge an den Ausgang der Addierstufe, welcher »'gleich der Ausgang des Sperrkreises ist, und an den Ste: sreingang geschaltet sind.