DE2346879C2

DE2346879C2 - Mehrkanalpeiler

Info

Publication number: DE2346879C2
Application number: DE19732346879
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr.-Ing. 6000 Frankfurt Pfaff
Original assignee: C Plath GmbH Nautisch Elektronische Technik
Current assignee: C Plath GmbH Nautisch Elektronische Technik
Priority date: 1973-09-18
Filing date: 1973-09-18
Publication date: 1983-08-11
Also published as: DE2346879A1

Description

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Die Erfindung betrifft einen Mehrkanalpeiler, vorzugsweise nach dem Watson-Watt-Prinzip, mit Einrichtungen zur Bestimmung der Amplituden und Phasen der Peilsignale und zur Erzeugung eines Eichsignals aus den empfangenen und gespeicherten Peilsignalen, das durch eine Umschalteinrichtung abwechselnd mit den Peilsignalen an den Eingang aller Verstärkerkanäle des Peilers anschaltbar ist, wobei am Ausgang der Kanäle Einrichtungen zur Quotienten- oder/und Produktbildung aus den ^peilsignalen und den Eichsignalen vorgesehen sind, so daß am Ausgang der Kanäle die Peilspannungen nach Amplitude ur; J Phase zur Anzeige des Peilergebnisses zur Verfügung stehen. Eine solche Anordnung ist bereits in dem älterer deutschen Patent 20 39 326 und seinem Zusatzpatent 23 10 242 vorgeschlagen worden. Mittel zur Anzeige des Peilergebnisses sind beispielsweise durch die DE-OS 23 11 065 bekannt.

Bei der vorgeschlagenen Anordnung müssen die einzelnen Verstärkerkanäle auf wenigstens ungefähr gleiche Verstärkung eingeregelt werden. Für diese Regelung ist unvermeidlicherweise ein gewisser, wenn auch geringer Zeitaufwand erforderlich, was u. U. den Empfang extrem kurzzeitiger Signale behindern kann, besonders wenn auch noch kurz hintereinander bald sehr kleine und bald sehr große Signalamplituden empfangen werden und zu verarbeiten sind. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Zeitaufwand für die Regelung der Verstärker praktisch zu beseitigen.

Erfindungsgemäß wird die Lösung dieser Aufgabe durch die Verwendung von Verstärkerkanälen mit großem Dynamikbereich ohne Verstärkungsregelung, vorzugsweise logarithmischen Verstärkern, erreicht.

Verstärker mit großem Dynamikbereich, insbesondere logarithmische Verstärker sind an sich bekannt. Während jedoch bisher bei mehrkanaligen Peilern stets weitgehende Gleichheit der Verstärkerkanäie gefordert worden ist, geht die Erfindung von diesem Prinzip ab und verzichtet bewußt auf die bisher übliche Gleichheit der Verstärkerkanäle. Sie nutzt vielmehr die zwar schon seit jeher gegebene, aber bisher nicht benutzte Möglichkeit aus, daß bei Verwendung auch ungleicher b5 Verstärker, die großen Dynamikbereich aufweisen und ungeregelt betrieben werden, das Peilergebnis aus den verstärkten Peilspannungen errechnet werden kann, wenn noch nach dem Peilempfang eine für alle Verstärkerkanäle gleicher Eichspannung gleiche Frequenz empfangen und mit den verstärkten Peilspannungen in Beziehung gebracht wird. Dadurch kann der Zeitaufwand für Regelvorgänge entfallen und trotzdem können höchst unterschiedlich große Signalamplituden bei ihrem Auftreten sofort gepeilt werden.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise und schematisch anhand eines 3kanaligen Watson-Watt-Peilers erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Watson-Watt-Peilanordnung gem. der Erfindung und

F i g. 2 eine Anordnung zur Anzeige der durch die Schaltung gem. Fig. 1 erhaltenen Peilspannungen.

Der Peiler gem. F i g. 1 enthält in bekannter Weise die beiden für die Peilung erforderlichen Antennensysteme t und 2, die z. B. in Nord-Süd- und Ost-West-Richtung ausgerichtet sind, sowie das Hilfsantennensystem 3. Die von den Antennen gelieferten Signale werden über den Schalter 4a den drei Kanälen 5,6 und 7 zugefühn.. Diese sind auf großen Dynamikbereich (möglicherweise z. B. mit logarithmischer Kennlinie) ausgelegt, wobei auf automatische Verstärkungsregelung verzichtet wird. Sie beinhalten die erforderliche Frequenzumsetzung wie auch die — gegebenenfalls mit umschaltbarer Bandbreite — gewünschte Frequenzselektion. Die eigentliche Frequenzabstimmung erfolgt mit Hilfe des Oszillators 8, der vorteilhafterweise als Synthesizer ausgelegt ist.

Nach der Abstimmung auf die Frequenz des zu peilenden Signals mit Hilfe des Oszillators 8 wird, sobald ein Signal einfällt, der von den Amplitudendetektoren 9 und 10 ausgewiesene Amplitudenwert y_p und x_p in den für den Vertikal- und Horizontalkanal vorgesehenen Speicher 11 und 12 gespeichert. In gleicher Weise geben die beiden Phasendiskriminatoren 13 und 14 die Phasenlage der bei der ersten Peilphase festgestellten Signale in bezug zu dem von der Hilfsantenne gelieferten Signal im 3. Kanal an die Speicher 15 und 16 weiter.

Der Amplitudendetektor 17, dsr vorteilhafterweise nach dem mathematischen Piinzip / = Jx²+y² arbeitet, steuert dann die Amplitudenregelung 18 in solcher Weise, daß das mit Hilfe des Oszillators 8 und dem z. B. ^: quarzstabilisierten Oszillator 20 durch Mischung im Mischer 19 erzeugte synthetische Signal, dessen eine Spektrallinie genau gleich der Zwischenfrequenz ist.4»j daß nun das Ausgangssigna! hinter dei Stellglied 18 recht genau gleich dem Betrag der von den' Peilantennen 1 und 2 gelieferten Spannung ist. (Genauso gut hätte bei entsprechender Auslegung der Mischeinheit 19 auch das vom Oszillator 20 gelieferte Signal durch die vom Amplitudendetektor 17 gelieferte Steuerspannung in der Amplitude entsprechend bewertet werden können.)

Nach der Peilphase schaltet nun der Schalter 4a und 4b auf die nachträglich auszuführende Korrekturphase um. Die Eingänge der eigentlichen Peilkanäle 5 und 6 werden dabei effektiv (gegebenenfalls über geeignete Entkoppelglieder oder -stufen) paralielgeschaltet, und es wird ihnen ein Eingangssignal mit dem Pegel des vorher vorhandenen Peilsignals zugeführt. In den Speichern 21 und 22 werden nun die bei der Eichung auftretenden Amplitudenwerte und in den Speichern 23 und 24 die für die Phasenlage gültigen Werte eingespeichert.

In der nun anschließenden Korrekturphase werden einerseits in den Einheiten 25 und 26 die Quotienten der für Peilung und Eichung in den Speichern 11 und 71"

12 und 22 enthaltenen Amplitudenwerte und andererseits in 27 und 28 die Differenzen der Phasen gebildet, so daß schließlich an den vier Ausgängen die korrigierten Amplituden- wie auch die korrigierten Phasenwerte der in den Peilkanülen geführten Signalspannungen in bezug zu einem Referenzkanal zur Verfugung stehen.

Zweckmäßigerweise macht man sich den Vorgang noch einmal formelmäßig klar: Für die in der Peilphase gelieferten Werte gilt:

y,, = A L-os φ · K

λ, = A sin ψ ■ i\

(Γ = Kanalverstärkung; A = Amplitude; ψ = Azimut) und in der Eichphase:

Y₁ = A cos 45° · K
X₁ = .·! sin 45° · V_x

Damit ergibi sich nach entsprechender Quoiienienbildung gemäß der erfindungsgemäßen Spaltung der richtige l'cilwinkel

= arc tg

= arc lg

I A sin ψ ■ V_x A cos 45° - V_v ]
I A sin 45° · V_x A cos ψ - V₁ J

y = arc tg

(cos φ]

In einer Erfindungsvariante werden die Bausteine 25 und 26 als Multiplizierer geschaltet. Dabei sind die Speicher für die in der Eichphase erhaltenen Werte überkreuz gemäß der gestrichelt eingezeichneten Linien zu erbinden, also 21 nach 26 und 22 nach 25. (Die mit einem Stern bezeichneten Leitungen sind zu unterbrechen.)

Man erkennt leicht, daß auch auf diese Weise der genaue Peilwert

)' = arctg ^- ^

, ί Asm φ- V_x A cos 45° · Kl

= arc tg - ■ >-\ = w

\A cos ψ ■ K A sin 45° -V_x)

ausgewiesen wird.

Fig. 2 zeigt eine geeignete Schaltung für die Rekonstruktion der Peilsignale. Das von dem auf zunächst beliebiger Frequenz, z. B. 10 kHz, schwingenden Oszillator 1 gelieferte Signal wird über die beiden Phasenschieber 2 und 3 entsprechend der vom Peiler festgelegten Phasenzuordnung eingestellt, und anschließend in den Aniplitudenbewertern (z. B. programmierbaren Dämpfungsgliedern) 4 und 5 entsprechend der vom Vertikal- und Horizontalkanal gelieferten Signalein der Amplitude bewertet und gegebenenfalls, um ζ. Β Quantisierungssprünge auszugleichen, mit Hilfe der Tiefpaßglieder 7 und 8 geglättet, so daß schließlich das auf dem Schirm der Elektronenstrahlröhre 6 gezeigte Bild (Lissäjous-Figur) ein getreues Abbild der eigentlichen, richtigen Peilfigur ist.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann selbstverständlich sowohl in analoger als auch in digitaler Technik aufgebaut werden.

Da die zu verarbeitenden Signalspannungen sowohl in der Peilphase als auch in der Eichphase von etwa gleicher Größenordnung sind, kann auch bei Anwendung der Analogtechnik mit einer ausreichenden Genauigkeit gerechnet werden. Die Digitaltechnik wird bei größeren Anforderungen an '^:. α Betriebsteinperaturbereich des Gerätes einen zuver'ässigen Beirieb sichern.

Für die Ausführung der Amplitudendetektoren wird eine phasenselektive Gleichrichtung besonders zweckmäßig sein, um gleichzeitig in bezug auf das Signal-Rausch-Verhältnis noch einen Gewinn zu erzielen.

Während im vorgestellten Beispiel für die Beschreibung des Peilsignals (nämlich der anzuzeigenden Peilellipse) als charakteristische Größen zwei Amplituden- und zwei Phasenwerte ausgenutzt wurden, könnten selbstverständlich auch andere charakteristische Größen, die zum Beschreiben einer Ellipse geeignet sind, herangezogen werden.

Gleichgültig welche Ausführungsform für den erfindungsgemäßen Peiler gewählt wird, muß im Einzelfall der Abtast- bzw. Umschaltrhythmus geeignet gewählt werden. Besonders weitreichende Möglichkeilirn ergeben sich dabei bei Anwendung der Digitaltechnik. Beim Einsatz eines entsprechend ausgelegten Prozeßrechners kciinte dabei beispielsweise auch beliebig lange (fehlerhaft) gepeilt werden, weil die erhaltenen charakteristischen Peildaten gespeichert werden können und erst sehr viel später die für die jeweiligen Peilungen anzubringende Korrektur festgestellt werden kann. Die einzige Voraussetzung für eine solche Vorgehensweise ist die ausreichende zeitliche Stabilität der Übertragungseigenschaften der Kanäle. Eine derartige Verarbeitung kann insbesondere dann von Interesse werden, wenn infolge der periodischen Umschaltung abseits liegende Sender infolge des modulatorischen Effekts in den Empfangsbereich hinein transportiert werden. In gew'wen Fällen wird in diesem Sinne auch eine Abtastung mit fortwährend sich änderndem Abtastintervall von Vorteil se^;n.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Mehrkanalpeiler, vorzugsweise nach den Watson-Watt-Prinzip, mit Einrichtungen zur Bestimmung der Amplitude und Phase der Peilsignale und zur Erzeugung eines Eichsignals aus den empfangenen und gespeicherten Peilsignalen, das durch eine Umschalteinrichtung abwechselnd mit den Peilsignalen an den Eingang aller Verstärkerkanäle des Peilers anschaltbar ist, wobei am Ausgang der Kanäle Einrichtungen zur Quotienten- oder/und Produktbildung aus den Peilsignalen und den Eichsignalen vorgesehen sind, gekennzeichnet durch die Verwendung von Verstärkerkanälen mit großem Dynamikbereich ohne Verstärkungsregelung, wie vorzugsweise logarithmischen Verstärkern.