DE2454306A1

DE2454306A1 - Empfaenger fuer ein phasenvergleichs- funknavigationssystem

Info

Publication number: DE2454306A1
Application number: DE19742454306
Authority: DE
Inventors: Derek John Phipps
Original assignee: Decca Ltd
Current assignee: Decca Ltd
Priority date: 1973-11-16
Filing date: 1974-11-15
Publication date: 1975-05-28
Also published as: FR2251828B1; DK597074A; NO142321B; NO744112L; GB1468019A; SE7414386L; JPS50114194A; NO142321C; SE404635B; FR2251828A1; US3974503A

Description

Patentanwälte Dipl-Ing. R¥eickuann,

Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. R A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

XI

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 3921/22

DECCA LIMITED

Decca House, 9 Albert Embankment,

L ο η d ο η, SE1 7SW, England

Empfänger für ein Phasenvergleichs-Funknavigationssystem

Die Erfindung bezieht sich auf Empfänger für Phasenvergleichs-Funknavigationssysterne, bei denen in Abstand voneinander vorgesehene SendeStationen phasenstarre Signale in einer zeitlichen Folge aussenden und bei denen in einem Empfänger Signale von den örtlich getrennten Stationen in der Phase verglichen werden.

In Phasenvergleichs-Funknavigationssystemen, die unter Ausnutzung des Zeitteilprinzips arbeiten, können die Übertragungen alle auf derselben Frequenz erfolgen* Es ist aber auch möglich, daß die betreffenden Übertragungen. Signale

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von zwei oder mehreren unterschiedlichen Frequenzen enthalten. In dem Empfänger für ein derartiges System ist es üblich, einen gesonderten Oszillator zur Bildung eines Phasenspeichers für jede der Übertragungen vorzusehen, die ausgenutzt werden können. Jeder Oszillator wird während der Dauer des Empfangs der in Frage kommenden Übertragung in der Phase auf die empfangenen Signale mitgezogen. Der Oszillator stellt dann einen Phasenspeicher dar, der ein Ausgangssignal abgibt, welches kontinuierlich zur Verfügung steht und welches kennzeichnend ist für die Phase der Übertragung, durch die der betreffende Oszillator mitgezogen bzw. auf die der betreffende Oszillator eingerastet ist. Bisher ist es üblich gewesen, Phasendiskriminatoren dauernd mit den in Frage kommenden Oszillatoren zu verbinden, um die erforderlichen Phasenbeziehungen zwischen den Phasenspeichersignalen anzuzeigen, die durch die Oszillatoren gespeichert waren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Weg zu zeigen, wie ein besonders sicher arbeitender Empfänger für ein Phasenvergleichs-Funknavigationssystem mit relativ geringem schaltungstechnischen Aufwand zu realisieren ist.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe bei einem Empfänger für ein Phasenvergleichs-Funknavigationssystem, bei dem örtlich getrennte SendeStationen phasenstarre Signale in einer zeitlichen Reihenfolge aussenden und bei dem Empfängeroszillatoren in der Phase durch ein empfangenes Signal mitgezogen werden und als Phasenspeicher dienen, die Vergleichssignale derselben Frequenz für Vergleichszwecke gleichzeitig bereitzustellen gestatten, erfindungsgemäß dadurch, daß zwei oder mehrere Anzeigeeinheiten vorgesehen sind,

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deren jede einen digitalen Phasenvergleicher mit einem Zähler und einer dezimalen Ziffernanzeige enthält, die zur Anzeige der Phasenbeziehung bzwischen zwei Signalen derselben Frequenz an zwei Eingängen des Phasenvergleichers dient, und daß Auswahleinrichtungen vorgesehen sind, die die beiden Eingänge der jeweiligen Phasenvergleichereinheit mit den Ausgängen irgendeines der Oszillatoren zu verbinden gestatten, die durch die Signale einer gemeinsamen Frequenz mitgezogen sind.

Diese Anordnung findet insbesondere Anwendung in einem Zeitmultiplex- bzw. Zeitteilsystem mit drei oder mehr Sendestationen. Dabei sind lediglich zwei Anzeigen bzw. Anzeigeeinrichtungen erforderlich, um eine Standortbestimmung zu erhalten. Zweckmäßigerweise würden maximal drei Anzeigeeinrichtungen vorgesehen werden, da dies im allgemeinen soviel Information liefern würde, wie zu irgendeinem Zeitpunkt verwendet werden kann. In Systemen mit mehr als vier Sendestationen ermöglicht die Bereitstellung der Auswahleinrichtungen die Auswahl geeigneter bzw. in Frage kommender Stationen. Die Bedeutung dieser Maßnahme steigt mit zunehmender Anzahl von SendeStationen schnell an. Mit drei SendeStationen sind lediglich drei Grundlinien möglich. Mit vier Stationen können sechs Grundlinien ausgewählt werden. Mit fünf Stationen kann eine Auswahl bezüglich zehn Grundlinien getroffen werden, während mit sechs Stationen fünfzehn mögliche Grundlinien gegeben sind.

Die Anordnung bringt jedoch noch weitere Vorteile für See-Navigationsempfanger mit sich, und zwar insofern, als es nicht mehr erforderlich ist, die Phase von Signalen von

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zwei oder mehr Sekundärstationen oder Tochtersendern jeweils mit einem Signal von einer Hauptstation oder einem Muttersender zu vergleichen. Es ist möglich, die Phase von Signalen von zwei Sekundärstationen zu vergleichen. Allgemeiner gesagt heißt dies, daß eine Grundlinie zwischen irgendeinem Stationspaar ausgewählt werden kann. Dies ermöglicht insbesondere bei der Überwachungsarbeit oder dort, wo eine genaue Standortinformation erforderlich ist, die Auswahl einer Grundlinie beispielsweise zwischen zwei Sekundärstationen bei Vorhandensein von Land-Hindernissen zwischen diesen Stationen vorzunehmen, indem diese beiden Stationen durch eine geeignet angeordnete Hauptstation mitgezogen bzw. auf diese eingerastet werden. Unter der Voraussetzung, daß die Strecken von der Hauptstation zu jeder der Sekundärstationen über Wasser liegen, besitzt das Muster die Stabilität, die Überwasser-Ausbreitungsbedingungen zur Folge hat, und zwar unabhängig von der Landmasse zwischen den ausgewählten Stationen. Die Wahl der Grundlinie ist völlig unabhängig von dem Senderbetrieb und kann je nach Wunsch vorgenommen werden in Übereinstimmung mit dem Standort des Empfängers.

Phasenvergleichs-Funknavigationssysteme arbeiten im allgemeinen entweder in einem Hyperbelbetrieb, in welchem der Phasenvergleich auf einem mobilen Fahrzeug zwischen Signalen von feststehenden Stationen her durchgeführt wird, oder in einem Zirkularbetrieb, in welchem das bewegliche Fahrzeug nicht nur den Empfänger trägt, sondern auch eine der SendeStationen. Die oben beschriebene Anordnung ermöglicht, die Phasenwinkelanzeige von einem Ende der Grundlinie in

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einem Hyperbelbetrieb anfangen zu lassen oder von der Sekundärstation weg oder.zu dieser hin in einem Zirkularbetrieb zu zählen.

Zweckmäßigerweise sind die Auswahleinrichtungen manuell betätigbare Auswahlschalter.

Die Erfindung findet jedoch insbesondere Anwendung in einem Funknavigationssystem, in welchem die Auswahl der ausgesendeten Frequenz oder der ausgesendeten Frequenzen mittels eines mit Frequenzsynthese arbeitenden Normalfrequenzgenerators bewirkt werden kann. In einem derartigen System kann die Hauptstation einen Oszillator und einen mit Frequenzsynthese arbeitenden Normalfrequenzgenerator enthalten, um die jeweilige, in dem System benutzte Frequenz zu erzeugen. Die Sekundärstationen können Phasenmitzieheinrichtungen enthalten, die ihre Übertragungen auf die Übertragungen von der Hauptstation mitziehen, wie dies an anderer Stelle näher beschrieben wird (siehe z.B. die britische Patentanmeldung, Nr. 53183/73). In dem Empfänger kann ein Hauptstations-Speicheroszillator/ vorgesehen sein, der zweckmäßigerweise auf derselben Frequenz arbeitet wie der Hauptstations-Oszillator und der einen mit Frequenzsynthese arbeitenden Normalfrequenzgenerator oder mit Frequenzsynthese arbeitende Normalfrequenzgeneratoren speist, um Überlagerungssignale bereitzustellen, die die empfangenen Signale in Signale einer gemeinsamen Frequenz umsetzen, welche ein Submultiples bzw. Wenigfaches der Oszillatorfrequenz ist. Bei einer derartigen Anordnung können sämtliche Phasenspeicher-Oszillatoren in dem Empfänger auf derselben Frequenz betrieben werden (abgesehen von den sich ergebenden Dopplerverschiebungen).

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Ferner können Teiler vorgesehen sein, die die Frequenz mit dem gemeinsamen Wenigfachen untersetzen. Es ist somit möglich, einen einzigen Phasendiskriminator in Phasenmitziehschleifen bzw. phasenstarren Schleifen für jeden der Phasenspeicheroszillatoren in einer zeitlichen Reihenfolge zu verwenden. Mit Hilfe dieser Anordnung kann jeder Phasenspeicheroszillator ein Signal der Oszillatorfrequenz und ein in der Frequenz untersetztes Signal abgeben, z.B. ein Signal von 10 MHz und ein Signal von 100 kHz. Diese in der Frequenz untersetzten Signale können in der Phase in der Anzeigeeinheit verglichen werden. Der den Normalfrequenzgenerator steuernde Oszillator kann ferner dazu herangezogen werden, daß höherfrequente Signal zu liefern, das von dem digitalen Zählerphasenvergleicher benötigt wird. Wenn z.B. der Oszillator bei 10 MHz arbeitet und die Phasenvergleiche bei 100 kHz erfolgen, kann der Phasenzähler ohne weiteres so ausgelegt werden, daß er in Schritten von 1/100 eines Zyklus die 10-MHz-Impulse zählt, um die Phasenbeziehung der 100-kHz-Signale zu messen.

Ein weiterer bedeutsamer Vorteil ergibt sich dann, wenn Signale zweier unterschiedlicher Frequenzen übertragen werden und eine derartige mit Frequenzsynthese arbeitende Normalfrequenzgeneratoranordnung mit einer gemeinsamen Vergleichsfrequenz verwendet wird. Phasenvergleichs-Funknavigationssysteme können eine Standortinformation mit sehr großer Genauigkeit liefern. Es ist jedoch notwendig, und zwar insbesondere in mit hoher Genauigkeit arbeitenden Systemen, bei denen sich der Phasenwinkel über eine Mehrzahl vollständiger Zyklen ändern kann, wenn sich der

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Empfänger durch den Erfassungsbereich des Navigationssystems bewegt, die Mehrdeutigkeiten auflösen zu können, die sich aus den vollständigen Zyklen der Phasenänderung ergeben. Dies kann dadurch erfolgen, daß Übertragungen zweier unterschiedlicher Frequenzen verwendet werden. Wird ein Phasenvergleich zwischen Signalen von zwei Stationen durchgeführt, und zwar zuerst bei einer Frequenz und dann bei einer weiteren Frequenz, so differieren die Phasenmessungen auf Grund der unterschiedlichen Frequenzen, und außerdem liefert die Differenz der gemessenen Phasenbeziehungen eine Grob-Standortinformation. Mit Hilfe der oben beschriebenen Anordnung, bei der Signale unterschiedlicher Frequenzen von den mit Frequenzsynthese arbeitenden Normalfrequenzgeneratoren abgeleitet werden, ist es möglich, irgendwelche zwei unterschiedlichen Frequenzen von dem Normalfrequenzgenerator auszuwählen und die Phasenbeziehung unter Verwendung einer Frequenz zu messen, indem in einem Zähler ein Zählvorgang vorgenommen wird und indem sodann derselbe Zähler einem Rückwärtszählvorgang unterworfen wird. Dabei wird um einen solchen Wert zurückgezählt, der kennzeichnend ist für die Phasenbeziehung der Signale von denselben Stationen auf einer anderen Frequenz, Somit zeigt die Anzeige dann den durch das Grob-Muster bestimmten Standort entsprechend der Differenzfrequenz der beiden Übertragungen an. Abgesehen davon, daß die Frequenzen von den Normalfrequenzgeneratoren abgeleitet sind, die von einem gemeinsamen Oszillator angesteuert

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werden, können die betreffenden Frequenzen ohne Beziehung zueinander stehen. In typischer Weise können in einem Funknavigationssystem, das auf Frequenzen im Band von 16OO bis 5000 kHz arbeitet, die mit Frequenzsynthese arbeitenden Normalfrequenzgeneratoren so ausgelegt sein, daß sie in Schritten von 100 Hz arbeiten, wobei irgerfdein Frequenzpaar ausgewählt werden kann, um ein Grobmuster in der oben beschriebenen Weise zu erhalten. Das Grobmuster liegt bei der Differenzfrequenz. Zur Erleichterung der Berechnung für Anzeigezv/ecke kann die Differenzfrequenz so gewählt werden, daß sie ein Wenigfaches einer der ausgesendeten Frequenzen ist, z.B. 1/10 der betreffenden Frequenz.

An Hand von Zeichnungen wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einem Zeitdiagramm die zeitliche Steuerung von Übertragungen von einer Anzahl von Sendestationen eines Phasenvergleichs-Funknavigationssystems.

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Fig. 2 zeigt in einem Blockdiagramm eine Hauptsendestation.

Fig. 3A und 3B zeigen zusammen in einem Blockdiagramm eine der Sekundär-SendeStationen.

Fig. 4A und 4B zeigen zusammen in einem Blockdiagramm einen Empfänger.

Das unter Bezugnahme auf die Zeichnungen nachstehend näher beschriebene besondere Navigationssystem weist eine Hauptsendestation auf, die ein Synchronisiersignal während einer Dauer von 20 Millisekunden aussendet. Auf die Aussendung dieses Synchronisiersignals folgt eine Übertragung bei einer Frequenz f1 während 20 Millisekunden und sodann bei einer Frequenz f2 während 20 Millisekunden. Jede der Sekundär-Stationen sendet die Frequenz f1 während 20 Millisekunden und daraufhin die Frequenz f2 während 20 Millisekunden. Der Zyklus läßt bis zu fünf Sekundärstationen zu. Bei lediglich einer Sekundärstati'on liefert das System eine Standortlinieninformation. In gewissen Fällen wird eine einzige Reihe von Standortlinien verwendet; so kann z.B. ein einziger Satz von konzentrischen Standortlinien für eine Meeres-Suche verwendet werden. Die beiden Stationen könnten als feste Stationen verwendet werden, und ferner könnte ein Empfänger auf einem Fahrzeug verwendet werden, so daß die beiden Stationen die Grundlinie- eines Einzel-Hyperbelmusters bilden. Es könnte aber auch eine der Stationen auf einem Fahrzeug vorgesehen sein, so daß das System eine Entfernungsinformation liefert. Im allgemeinen würden zwei oder mehrere Sekundärstationen für eine Standortpeilung verwendet werden. Irgendein StationspSär kann.die Grundlinie eines Musters von Standortlinien bilden, sofern - wie bei einer Ausführungsform des Empfängers,- Einrichtungen vorgesehen sind, die die Phase von irgendwelchen zwei empfangenen Signalen derselben Frequenz vergleichen. Somit können in einem Hyperbel-Naviga'tionssystem vier Stationen sechs Sätze

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von Hyperbel-Standortlinien liefern, während sechs Stationen 15 Sätze von Hyperbel-Standortlinien liefern können.

Bei einer einzigen Frequenz kann das System als Gemeinschafts-Hyperbelsystem mit drei bis sechs Stationen ausgelegt sein, und zwar entsprechend dem geforderten Anwendungsbereich oder zur Erzielung von zwei kreisförmigen Mustern für bis zu vier Benutzern. Durch Anwendung von zwei oder drei Sekundärstationen in Abhängigkeit von dem zu erfassenden Bereich ist eine Mehrfachbenutzer- bzw. Gemeinschafts-Standortpeilung erzielt. Weitere Sekundärstationen können verwendet werden, um kreisförmige Muster für individuelle Benutzer zu liefern. Dies führt zum Arbeiten sowohl im Hyperbelbetrieb als auch im zirkulären Betrieb.

Die beiden Frequenzen f1 und f2 liegen in diesem Ausführungsbeispiel im Bereich von 1 6OO bis 5 000 kHz. Die Benutzung lediglich einer Frequenz liefert zwar eine genaue Standortinformation, wobei allerdings, was an sich bekannt ist, Mehrdeutigkeiten entstehen. Die zweite Frequenz f2 wird um einen geringen Prozentsatz unterhalb der Frequenz f1 gewählt; die Differenz zwischen PhasenwinkelbeStimmungen bei den Frequenzen f1 und f2' liefert ein Grobmuster von Standortlinien zur Auflösung dieser Mehrdeutigkeiten. Bei zirkularen bzw. kreisförmigen Mustern kann die zweite Frequenz von weiteren Benutzern verwendet werden, wenn eine Grobinformation unnötig ist.

Die Frequenzen f1 und f2 brauchen nicht in harmonischem Verhältnis zueiner zu stehen. Wie später beschrieben wird, kann jede dieser Frequenzen gesondert von Normalfrequenzgeneratoren ausgewählt werden, die Frequenzen in 100 Hz-Stufen liefern. Zweckmässj gerweise unterscheiden sich die beiden Frequenzen um Vielfache von 100 Hz.

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Die Synchronisierungsübertragung bzw. -Sendung von der Hauptstation wird dazu benutzt, die Zeitsteuerung der Sekundärstations-Übertragungen und die Zeitsteuerung in dem Empfänger zu steuern. Die Synchronisierungsübertragung umfasst eine Phasenmodulation; die Phase der Übertragung bei der Frequenz f1 wird um +72° für zwei Perioden von 5 ms während der 20-ms-Periode dieser Übertragung verschoben.

Die in Fig. 2 dargestellte Hauptstation weist Normalfrequenzgeneratoren 10, 11 auf, die Signale der Frequenzen F1 bzw. F2 erzeugen, wobei F1 = f1 +100 kHz und F2 = f2 + 100 kHz bedeuten. Die Frequenzen werden dabei durch Flügelrad-Steuereinrichtungen 12 bzw. 13 in Stufen von 100 Hz ausgewählt. Eine Signalgeneratoreinheit enthält einen temperaturstabilisierten quarzgesteuerten 10-MHz-Oszillator 14 und einen 100- zu -1-Frequenzteiler 15, der ein 1O-MHz-Signal für

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die Normalfrequenzgeneratoren 10 und 11 und/1OO-kHz-Signal liefert, welches über eine Phasenschiebereinheit 16 an Gegentaktmodulatoren 17, 18 abgegeben wird, in denen das 1OO-kHz-Signal mit den Signalen der Frequenzen F1 und F2 von den Normalfrequenzgeneratoren 10, 11 verknüpft wird, und zwar derart, dass Signale der Frequenzen f1 bzw. f2 erzeugt werden. In den 1OO-kHz-Eingängen beider Gegentaktmodulatoren 17y .18 sind Schmalbandfilter vorgesehen, um ein Störsignal der zweiten Oberwelle zu beseitigen und um den durch die Phasenmodulation eingeführten Übergangsvorgang zu formen. Die Ausgangssignale von den beiden Gegentaktmodulatoren 17, 18 werden mittels eines Verstärkers 19 verstärkt, durch ein Filter 20 hindurchgeleitet und ferner mittels der Einrichtung 21 verstärkt, bevor sie an einen Leistungsverstärker 22 abgegeben werden, um Signale zu erhalten, die über eine Antennen-Anpasseinheit 23 an eine Antenne 24 abgegeben werden. Die Phasenschiebereinheit enthält gesonderte Steuereinrichtungen 25, 26 für eine digital geschaltete Phasenverschiebung der Übertragungen

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mit den Frequenzen f1 bzw. f2. Bin von dem Oszillator 14 an die Phasenschiebereinheit 16 abgegebenes 1O-MHz-Eingangssignal ermöglicht, die Phasenverschiebung digital steuern zu können, und zwar in Schritten, die 1/100 eines Zyklus ausmachen.

Die beiden Normalfrequenzgeneratoren bzw. Frequenzsynthetisatoren 10, 11 ermöglichen, die Auswahl der Frequenzen F1 und F2 unabhängig vorzunehmen. Jede Frequenz kann in 100-Hz-Stufen gewählt werden. Der mit Frequenzsynthese arbeitende Normalfrequenzgenerator 10 liefert ferner/4-kHz-Signal, welches einer Zeitsteuereinheit 30 zugeführt wird, die den Zeitsteuerzyklus bzw. Zeitzyklus steuert.

Die Ausgangssignale der Zeitsteuereinheit 30 werden elektronischen Schaltern 33, 32 zugeführt, die die Zuführung der Eingangssignale zu den Gegentaktmodulatoren 17, 18 steuern. Der Schalter 31 ist während der Synchronisierungsperiode und während der Übertragungsperioden bei der Frequenz f1 geschlossen; demgegenüber ist der Schalter 32 während der Übertragungsperioden bei der Frequenz f'2 geschlossen. Die Zeitsteuereinheit 30 gibt ferner ein Signal an den Phasenschieber 24 während der Synchronisierungsübertragungen ab, um die 72°-Phasenverschiebung für zwei Perioden von 5 ms in jeder Synchronisierungsübertragung einzuführend

In Figuren 3A und 3B ist in einem Blockschaltbild insgesamt ein Sekundärsender dargestellt. Dieser Sender v/eist eine Antenne- 40 auf, die über eine Änpass-Schaltung 41 sowohl mit einem Leistungsverstärker 42 für das Senden als auch mit einer Empfangseinheit 43 für den Empfang verbunden ist. Die Empfangseinheit bzw. Empfängereinheit 43 enthält einen Breitbandverstärker 44, der eine Mischereinheit 45 speist, in der die Empfangssignale Signalen der Frequenzen F1 und F2 überlagert v/erden, die von den Normalfrequenzgeneratoren 46,47

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her kommen. Auf diese Weise wird ein Ausgongssignal mit der Frequenz 100 kHz an einen Verstärker 48 abgegeben. Das sinusförmige Ausgangssignal des Verstärkers 48 gelangt durch einen Rechteckumformer 49 zu einem Phasendiskrimina'tor 50 hin, in welchem das betreffende Signal während geeigneter Zeitspannen mit/einen oder mit/anderen der 10O-kHz-Signale von zwei örtlichen Signalgeneratoren verglichen wird, die nachstehend/01.1- und 01 .2-Signalgenera"6oren bezeichnet werden. Der 01.1-Signalgenerator enthält einen mittels eines Varactors gesteuerten 10-MHz-0szillator 51' und einen 100-zu-1-Frequenzteiler 52. In entsprechender Weise enthält der 01 .2-Signalgenerator einen mittels eines Varactors gesteuerten 1O-MHz-Oszillator 53 und einen 100-zu-1-Frequenzteiler 54. Diese beiden Signalgeneratoren werden, wie dies nachstehend noch erläutert werden wird, hinsichtlich der Frequenz und hinsichtlich der Phase durch die empfangenen Übertragungen bzw. Übertragungssignale mit den Frequenzen f1 bzw. f2 mitgezogen. Während der Dauer der Übertragungen von der Hauptstation sind die empfangenen Signale mit den Frequenzen f1 und f2 die von der Hauptstation empfangenen Signale. Wenn die Sekundärstation sendet, liefert das Ausgangssignal, das von dem Leistungsverstärker 42 an die Antenne 40 von der Anpasseinheit 41 abgegeben worden ist, Empfangssignale, die mittels des Diskriminator mit den AusgangsSignalen des 01.1- und 01 .2-Signalgenera.tors verglichen werden. Der 10-MHz-Oszillator 51 liefert ein Signal der betreffenden Frequenzen nicht nur an den Frequenzteiler 52, sondern ausserdem an den F1-Normalfrequenzgenerator 46 und an den F2-Normalfrequenzgenerator 47· Diese mit JFrequenz synthese arbeitenden Normalfrequenzgeneratoren 46, 47 weisen Flügelradsteuereinrichtungen 55 bzw. 56 auf, die eine Auswahl irgendeiner Frequenz in der geforderten Bandbreite in Schritten von 100 Hz ermöglichen.

Die Ausgangssignale der 100-zu-1-Teiler 52,54 werden einem

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Steuerschalter 57 zugeführt, der die Auswahl des einen oder anderen dieser beiden 100-kHz-Signale für die Abgabe an den zuvor erwähnten Phasendiskriminator 50 über einen Phasenschieber 58 ermöglicht. Der Phasenschieber 58 weist eine Zeitsteuereinrichtung für eine Zeitsteuereinheit 72 auf; er enthält manuell einstellbare Steuereinrichtungen 59, 60, die die Phasenverschiebung während der Übertragungen bei den Frequenzen f1 und f2 von der Sekundärstation einzustellen gestatten.

Das Ausgangesignal des Phasendiskriminators 50, das kennzeichnend ist für die Phasendifferenz der beiden Eingangssignale dieses Phasendiskriminators, wird einer Schalteinheit 61 zugeführt, die bewirkt, dass dieses Steuersignal von dem Diskriminator 50 zu den geeigneten Zeiten an die in Frage kommende eine Ausgangsleitung von vier gesonderten Ausgangsleitungen abgegeben wird. Die Schalteinheit 61 wird zu diesem Zweck von der Zeitsteuereinheit 72 gesteuert. Zwei dieser Leitungen 62, 63 führen das Analog-Ausgangssignal von dem Phasendiskriminator 50 den 1O-MHz-Oszillatoren 51, 53 als Frequenz-Eingangssteuersignale zu, um die beiden Signalgeneratoren 01.1 und 01.2 hinsichtlich der Frequenz und hinsichtlich der Phase auf die empfangenen Signale von der Hauptstation mitzuziehen. Die beiden, auf den Leitungen 6h und 65 auftretenden Ausgangssignale von der Schalteinheit 61 werden zwei weiteren Signalgeneratoren zugeführt, die¹,nachstehend als 0x1-Signalgenerator und als 0x2-Signalgenerator bezeichnet werden. Diese beiden Signalgeneratoren stellen die Signalquellen dar, die für Übertragungen von der Sekundärstation während Übertragungsperioden auf den Frequenzen f1 bzw. f2 benutzt werden. Der 0x1-Signalgenerator enthält einen varactor-gesteuerten 10-MHz-Oszillator 66 und einen 100-zu-1-Frequenzteiler 67; demgegenüber enthält die 0x2-Signalquelle einen varactor-gesteuerten 10-MHz-Signalgenera-

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tor 68 und einen 100-zu-1-Frequenzteiler 69. Die 100-kHz-Ausgangssignale von den Teilern 67, 69 her werden einer Hochfrequenz-Ausgangseinheit 70 zugeführt, der ausserdera die durch Frequenzsynthese von don Normalfrequenzgeneratoren 46, 47 gebildeten Signale der Frequenzen F1 und F2 zugeführt werden. Die Hochfrequenzeinheit 70 stimmt mit der Hochfrequenzeinheit in dem Hauptsender überein (welche
Schalter 31» 32 Gegentaktmodulatoren 17, 18, einen Verstärker 19, ein Filter 20 und einen weiteren Verstärker enthält). Die betreffende Hochfrequenzeinheit liefert die benötigten Ausgangssignale mit den Frequenzen f1 und f2 an den Leistungsverstärker 42.

Der Phasenschieber 58 ist ein digitaler Phasenschieber. Um den Steuereinrichtungen 59, 60 zu ermöglichen, Phasenschritte zu liefern, die 1/100 eines Zyklus ausmachen, benötigt der betreffende Phasenschieber ein Eingangssignal dessen Frequenz genau das 100-fache der Frequenz des zu
steuernden Signals ist. Diese Eingangssignale werden direkt von den zuvor erwähnten Oszillatoren 51, 53 über einen
Schalter 71 geliefert.

Die zeitliche Steuerung des Betriebs der verschiedenen
Schalter erfolgt mittels der zuvor erwähnten Zeitsteuereinheit 72, der von dem Normalfrequenzgenerator 46 ein
4-kHz-Eingangssignal auf der Leitung 73 zugeführt wird. Diese Zeitsteuereinheit gibt auf der Leitung 74 Ausgangssignale zur Steuerung der zuvor erwähnten Schalter 57,51 ab, und zwar zum Zwecke der Auswahl von EingangsSignalen für den Phasendiskriminator 58 während der geeigneten Zeitspanne. Ausserdem gibt die betreffende Zeitsteuereinheit ein Steuersignal über eine Leitung 75 zu dem Phasenschieber 58 ab, und zv/ar zur Auswahl der in Frage kommenden Phasenverschiebung von den manuellen Steilereinrichtungen 59 > 60 her. Auf einer Leitung 76 gibt die Zeitsteuereinheit 71 ein Signal an eine Auftaststeuereinrichtung 77 ab,

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die die Schalteinheit 61 zum Zwecke der Auswahl der in Frage kommenden Leitungen steuert, denen das Ausgangssignal des Phasendiskriminators 50 zuz\iführen ist. Die Zeitsteuereinheit liefert ferner Signale über die Leitungen 78 an die Hochfrequenz-Ausgangseinheit 70, um die darin enthaltenen Schalter zu steuern, die den Schaltern 31, 32 gemäss Fig. 2 entsprechen.

Die zyklische Ablauffolge der .Zeitsteuereinheit ist in Synchronismus mit dem Übertragungszyklus von der Hauptstation auszulösen. Zu diesem Zweck ist eine Synchronisierungs-Diskriminator-Einheit 80 vorgesehen, die, wie noch beschrieben werden wird ,die notwendigen Schaltungen enthält, um die Phasenmodulation der von der Hauptstation empfangenen Signale während der Synchronisierungsübertragung zu ermitteln und aus dieser Phasenmodulation den erforderlichen Zeit steuerimpuls für die Auslösung des Betriebs der Zeitsteuereinheit zu erzeugen. Die Zeitsteuereinheit ist im wesentlichen ein Zähler, der Ausgangssignale in geeigneten Zeitintervallen nach dem Auslöseimpuls abgibt. Während der Synchronisierungs-Übertragung von der Hauptstation her wird das phasenmodulierte Signal in der Sekundärstation mittels der Antenne 40 empfangenen und durch den Empfangskanal 44, 45, 48 geleitet, um dem Rechteckumformer 49 ein phasenmoduliertes 100-kHz-Eingangssignal zuzuführen. Das Ausgangssignal, des Rechteckumformers 49 wird einem Eingang der Eingänge des Synchronisierungsdiskriminators 80 zugeführt. Dem anderen Eingang des betreffenden Diskriminators wird ein 100-kHz-Eingangsbezugssignal von dem Teiler 52 her zugeführt. Das dem Synchronisierungs-Diskriminator zugeführte phasenmodulierte Eingangssignal führt zur Abgabe eines Rechteck-Ausgangssignals von dem Synchronisierungsdiskriminators 80. Bevor die Sekundärstation durch die Übertragungen von der Haupt-

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station mitgezogen wird, kann eine wenige Zyklen dauernde Differenz zwischen der Zwischenfrequenz im Verstärker und dem 100-kHz-Bezugssignal vorhanden sein, das von dem Teiler 52 abgeleitet ist. Zwischen den Vorderflanken treten die 5 ms breiten Synchronisierungs-Phasenschieberimpulse jedoch effektiv in einem Zyklus eines 100-Hz-Signals auf, welches dennoch während der gegebenenfalls wenigen Zyklen nicht mitgezogen ist. Dieses Signal wird durch den Synchronisierungsdiskriminator ermittelt und einer digitalen Erkennung sschaltung zugeführt, die ein mit einer Impulsfrequenz von 1 kHz taktgesteuertes Schieberegister in der Diskriminatoreinheit 80 enthält. Die beiden 5-ms-Phase.nschieberimpulse sind 10 ms voneinander getrennt, und zwar entweder bezüglich ihrer Vorderflanken oder bezüglich -ihrer Rückflanken gemessen. Zweckmässigerweise werden positive Flanken ausgewählt,, geformt und in dieses Schieberegister eingeführt. Dieses Schieberegister ist so ausgelegt, dass festgestellt wird, wenn Impulse 10 ms voneinander entfernt sind. Auf diese Weise werden Signale an ein UND-Glied abgegeben, welches die zweite und aktive Flanke des Triggerzustands erzeugt. Irgendwelche während einer 10-ms-Korrelationszeitspanne auftretenden Zufallsimpulse sperren die Triggerfunktion. Somit liefert die Synchronisierungsdetektoreinhe.lt 80 ein Ausgangssignal, das zeitlich abgestimmt ist in Übereinstimmung mit der empfangenen Synchronisierungsubertragung von der Hauptstation. Dieses Signal wird über eine "schnelle" monostabile Kippschaltung der Rückstell-Leitung der Zeitsteuereinrichtung 72 zugeführt. Diese Zeitsteuereinrichtung 72 besteht aus einem Modulo-80-Teiler für das /-i-kHz-Eingangssignal von dem Normalfrequenzgenerator 46 her, und zwar zur Steuerung eines Schieberegisters, welches die erforderlichen 20-ms-Zeitintervalle erzeugt. Obwohl zu Beginn der Übertragung von einer Kette bzw. Senderkette die örtlichen Signalgeneratoren 01.1 und 01.2 die Phasenspeicher für empfangene Signale darstellen, die weder in der

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Frequenz noch in der Phase durch die empfangenen Signale mitgezogen sind, ist somit die Ketteri-Zeitsteuerung von der Synchronisierungs-Phasenmodulation auf die f1-Übertragung von der Hauptstation eingerastet. Die anfängliche Frequenzdifferenz zwischen der Zwischenfrequenz von der Hauptstation (f1) und den 100 kHz von dem 01-1-Signalgenerator 51 bzw. 52 her ist nicht bedeutsam. Die Zeitsteuereinheit 72 kann infolgedessen nunmehr den Betrieb der verschiedenen Schalter während der in Frage kommenden Zeitspannen der verschiedenen Übertragungen von dem Hauptsender und den Sekundärsendern im Sendezyklus steuern. Der phasenstarre bzw. in der Phase mitgezogene Diskriminator 50 empfängt ein 100-kHz-Eingangssignal kontinuierlich von dem Empfänger; das in Frage kommende Bezugssignal wird jedoch an den zweiten Eingang während der benötigten Perioden angeschaltet, und das Ausgangssignal von dem Phasendiskriminator wird lediglich während, der erforderlichen Zeitspannen ausgewählt, um die geeigneten Steuerungen zu erzielen. Bei dieser besonderen Ausführungsform wird der phasenstarre Diskriminator während einer 5-ms-Periode aktiviert, die 10 ms nach der Vorderflanke des relevanten 20-ms-Zeitsteuerimpulses beginnt. Während der Periode der f1-Übertragung von der Hauptstation her zieht der phasanstarre Diskriminator 50 den 10-MHz-Oszillator 51 in der Frequenz und Phase derart mit, dass das 1OO-kHz-Ausgangssignal von dem Teiler 52 in der Frequenz und in der Phase dem 1OO-kHz-Ausgangssignal von der Impulsformereinheit 49 entspricht, allerdings der durch die Steuereinrichtung 59 eingeführten Phasenverschiebung unterworfen ist. Während der f2-Übertragungen von der Hauptstation her zieht der Diskriminator 50 den Oszillator 53 derart mit, dass das Ausgangssignal des Teilers 54 die erforderliche Phasenbeziehung zu den empfangenen f2-Signalen hat. Es dürfte somit ersichtlich sein, dass der örtliche Signal-

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generator 01.1 nunmehr den Hauptphasenwert für die f1-Übertragungen speichert. Der Oszillator 51 arbeitet nunmehr auf der richtigen Frequenz und Phase. Er steuert d.ie Überlagerungsfrequenz-Normalfrequenzgeneratoren für die f1- und f2-Übertragung:en von den Sekundärstationen her. Es sei darauf hingewiesen, dass jegliche Änderung in der Frequenz oder in der Phase des Oszillators 51 eine entsprechende Änderung im Eingangssignal für den Mischer 45 und damit im Eingangssignal für den Phasen-Diskriminator 50 hervorruft, und zwar um einen Betrag, der von der Einstellung des Normalfrequenzgenerators abhängt. Jegliche Frequenzoder Phasenversch.i ebung in dem Oszillator 51 ruft eine 1/100 Frequenz- oder Phasenänderung auf der Bezugsseite des Diskriminators 50 hervor. Infolgedessen ist das Ausmaß der Steuerung des Oszillators etwa auf das Verhältnis der Normalfrequenzgenerator-Frequenz zu 100 kHz vermindert. Das Analog-Ausgangssignal des Diskriminators wird über die Leitung 62 dem Varactor-Steuereingang des Oszillators 51 zugeführt, und zwar mit solchem Vorzeichen, dass die Frequenz und die Phase auf die durch die empfangenen f1-Übertragungen dargestellte Frequenz und Phase gezogen wird. Auf diese Weise ist über einige wenige Systemzyklen die Frequenz und Phase des Phasenwert-Speicheroszillators 51 sichergestellt. In ähnlicher Weise liefert der Diskriminator 50 ein Analog-Ausgangssignal auf der Leitung 63, um' den 10-MHz-Oszillator 53 in der Frequenz und Phase auf die Frequenz und Phase zu ziehen, die durch die empfangene f2-Übertragung dargestellt ist. Es sei darauf hingewiesen, dass in diesem

Fall jegliche Änderung in der Frequenz oder Phase des Oszillators 53 lediglich auf die Bezugsseite des Diskriminators 50 zur Auswirkung kommt und nicht auf die Signaleingangsseite, da nämlich der Normalfrequenzgenerator 47 durch den Oszillator 51 gesteuert wird.

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Wenn der 01.1-Oszillator 51 mitgezogen ist, ist das Bezugssignal das Signal mit der Frequenz 100 kHz, das von dem 01.1-Oszillator abgeleitet ist. Dies bedeutet, dass die eintreffende 01.1-Übertragung überlagert wird einer Frequenz, die durch Frequenzsynthese von dem 01.1-Oszillator geliefert wird. Jegliche Differenz zwischen der 100-kHz-Zwischenfrequenz und der 100-kHz-Frequenz, die von.dem 01.1-Oszillator abge-

G ILXi G S

leitet ist, bewirkt die Erzeugung/Steuerausgangssignals von dem Synchronisierungs-Diskriminator zum Zwecke der Korrektur der Frequenz und Phase des 01.1-Oszillators.

Wenn die Phase des Speicheroszillators 01.2 mitgezogen ist, ist das Bezugssignal das Signal mit der Frequenz von 100 kHz, das durch Überlagerung einer Frequenz, die durch Frequenzsynthese von dem Phasenspeicheroszillator 01.1 bereitgestellt wird, (der bereits auf die f1-Übertragung eingerastet hat bzw. durch diese mitgezogen wird), mit dem eintreffenden f2-Signal gewonnen ist. Dieses 100-kHz-Zwischenfrequenzsignal wird mit dem 1OO-kHz-Signal verglichen, das von dem Phasenspeicheroszillator 01.2 gewonnen ist; das Ausgangssignal des phasenstarren Diskriminators korrigiert die Frequenz und Phase des Oszillators 01.2.

Es dürfte ersichtlich sein, dass in dem für den Oszillator 01.1 beschriebenen Fall die Referenzbildung effektiv auf der 01.1-Seite des Diskriminators liegt, da nämlich der 01.1-Oszillator sowohl ein Signal mit der Frequenz von 100 kHz an den Diskriminator als auch das durch Frequenzsynthese gebildete Überlagerungsfrequenzsignal zur Erzeugung der Zwischenfrequenz liefert. In dem für den Oszillator 01.2 beschriebenen Fall erfolgt die Referenzbildung auf der Empfangssignalseite des Diskriminators, da_;_die__Üb_erlagerungsfrequenz von dem Phasenspeicheroszillator 01.1 erzeugt wird, dessen Frequenz und dessen Phase bereits mitgezogen worden sind.

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In diesem Stadium ist die Zeitsteuerung jeder Sekundärstations-Steuereinheit auf den gespeicherten f1-Phasenwert eingerastet, der von der Hauptstation übertragen wird. Ausserdem ist in der betreffenden Steuereinheit ein ί'2-Phasenwert gespeichert. Wenn die Stationen alle festliegen, werden diese Phasendaten durch die empfangenen Übertragungen bzw. Übertragungssignale mitgezogen; sie sind dann stabil. Wenn sich eine Sekundärstation bewegt, werden die gespeicherten Daten zuzüglich oder abzüglich der Doppler-Werte erzeugt, und zwar durch das Fahrzeug, das sich auf die Hauptstation zubewegt bzw. von dieser wegbewegt. Dasselbe gilt/dann, wenn die Hauptstation sich bewegt und wenn die SekundärStationen festliegen.

Ist die Zeitsteuereinheit 72 einmal synchronisiert, so kann ein Schalter.81 betätigt werden. Dies dient dazu, die Speisung von dem Synchronisierungs-Diskriminator 80 zu. unterbrechen, jedoch lediglich nach Aufnahme des nächsten Triggerimpulses. Die Zeitsteuereinheit 72 wird nunmehr durch das auf der Leitung 73 auftretende 4-kHz-Eingangssignal gesteuert, das von dem Oszillator 51 über den mit Frequenzsynthese arbeitenden Normalfrequenzgenerator 53 erzeugt wird. Die Aktualisierung der Zeitsteuerung hängt nunmehr ab von der Schmalbandfilterung, der die Hauptstationssignale in der J01.1-Oszillator-Steuerschleife unterworfen werden. Deshalb ist tatsächlich die Bandbreite für Zeitsteuerzwecke eingeengt, und zwar mit der sich ergebenden Verbesserung des' Signal-Stör spannungsverhältnisses.

Der Phasendiskriminator 50 wird ferner dazu herangezogen, die Übertragungen von der Sekundärstation in der Phase auf die gespeicherten Signale in den Speichern 01.1 und 01.2 mitzuziehen. Zu diesem Zweck wird ein durch Frequenzsynthese gewonnenes Signal F1 oder F2 in der Einheit 70 dem 100-kHz-Signal von einem geeigneten Teiler der Teiler 67, 69 über-

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lagert, um Signale der Frequenzen f1 und f2 zu erhalten. Die durch Frequenzsynthese erhaltenen Überlagerungsfrequenzsignale F1 und F2 w-erden unter Verwendung der Normalfrequenzgeneratoren 46, 47 von dem Übertragungs-Phasenspeicheroszillator 01.1 abgeleitet, der auf den Hauptstations-Phasenwert eingerastet bzw. durch diesen mitgezogen ist. Der Phasendiskriminator 50 dient dazu, die Phase des übertragenen. Signals während der Sekundärstations-Übertragung mit einem Bezugssignal zu vergleichen, das von dem geeigneten Speicher 01.1 oder 01.2- abgeleitet ist, und die Übertragungs-Oszillatoren 66, 68 zu steuern. Dies dient dazu, die benötigte Phasenbeziehung aufrecht zu halten. Es sei bemerkt, dass jegliche durch den Phasenschieber 58 eingeführte Phasenverschiebung somit während des Mitziehens hinzuaddiert wird und effektiv in der Phase der übertragenen Signale von der Sekundärstation her wirksam ist. Die varactor-gesteuerten Oszillatoren 66,68 werden in der Phase durch die Analog-Ausgangssignale auf den Leitungen 64, 65 von dem Diskriminator in entsprechender Weise mitgezogen, wie die Oszillatoren 51» 53·

Die Anpasseinheit bzw. Anpassungseinheit 41 stellt im Effekt ein Dämpfungsglied dar, welches dazu dient, an den Empfangskanal 43 einen geringen Anteil des Ausgangssignals von dem Leistungsverstärker 42 her abzugeben. In zweckmässiger Weise weist diese Einheit 51 eine Schaltung niedriger Impedanz zwischen der Antenne und dem Empfangskanal auf, und zwar einschliesslich in Reihe mit den Kontakten eines Relais. Während der Zeitspannen, während der die Sekundärstation sendet, sind die Relaiskontakte geöffnet, und die kapazitive Impedanz der Kontakte bildet einen hochohmigen Kreis, der zwischen der Antenne und dem Empfangskanal liegt. Diese hohe Impedanz ist durch die Kapazität der Kontakte gebildet, die in typischer Weise etwa 1/2 pF beträgt. Dies führt zu einer 90°-Phasenverschiebung, die durch Temperaturänderungen oder durch Frequenzänderungen weitgehend unbeeinflusst ist.

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Eine einzige Hauptstation kann mit bis zu fünf Sekundärstationen unter Verwendung eines Zeitzyklus verwendet werden, wie er in Fig. 1 gezeigt ist. Wenn weniger als fünf Sekundärstationen verwendet werden, kann die Gesamtperiode des Zeitzyklus ohne weiteres in geeigneter Weise verkürzt werden. Die Übertragungen auf den Frequenzen f1 und f2 können von gesonderten Stationen vorgenommen werden. Es sei darauf hingewiesen, dass eine Hauptstation im wesentlichen eine Anordnung verwendet, die Teil der Anordnung bildet, welche in einer Sekundärstation verwendet ist. Die Anordnung kann ohne weiteres in modularer Form ausgeführt sein, um den Zusammenbau in einer Vielzahl von unterschiedlichen Kombinationen zum Zwecke der Bildung von Haupt- und Sekundärstationeri,je nach Bedarf,zu erleichtern.

Die Figuren 4A und 4B zeigen gemeinsam den Aufbau einer Ausführungsform der Empfangsanordnung. Diese besondere Ausführungsform enthält Einrichtungen zur Aufnahme von bis zu drei Feinmustern auf der Frequenz f1, die aus jeglichen Mustern derjenigen möglichen Muster ausgewählt"Bind, die von einer bestimmten Ketten- bzw. Senderketten-Konfiguration herstammen. Die Anzeige liefert ferner eine Grob-Standortinformation, die unter Verwendung der f2-Übertragungen von den geeigneten Stationen erhalten wird. Die Anzeige ist digital und führt in typischer Weise zu einer 6-Ziffern-Ausgabe mit einer kontinuierlichen Anzeige der ausgewählten •Muster in Ausdrücken von ganzen oder teilweisen Streifenzählungen. Bei einer vollen Besetzung von Schaltungsplatten kann der Empfänger die Empfangsphase sämtlicher zwölf möglicher Ketten-Übertragungen speichern und die Signale f1- und f2 jedes Stationspaares in jeder Stationsreihen-Folge für jede der drei Anzeigen in Beziehung setzen. Der Standort in Mustern, die auf Grundlinien zentriert sind, welche irgendein Stationspaar verbinden, kann gemessen und angezeigt werden. Eine zusätzliche 2-Ziffern-Anzeige

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zu der jeweiligen Standortanzeige liefert den Empfängerstandort in einem Differenzmuster, das heisst in einem Grobmuster, das durch Vergleich der empfangenen Phase der tibertragungssignale f1 und f2 von dem jeweils ausgewählten Stationspaar gewonnen ist. Ein aufeinanderfolgend auftretendes binär codiertes Dezimal-Ausgangssignal der Augenblickswerte der jeweiligen 6-Ziffern-Anzeige ist in Verbindung mit der Einstellung der zwei verbundenen Stations-Auswahlschalter ebenfalls verfügbar.

In Fig. 4A ist eine Empfangsantenne 100 gezeigt, die mit einem Empfangskanal 101 verbunden ist, der einen Verstärker 102, einen Überlagerungsmischer und einen Ausgangsverstärker 104 enthält, welcher zu einem Rechteckumformer hinführt, der ein Eingangssignal eines phasenstarren Diskrimina-r tors 106 liefert. Die Überlagerungssignale werden von zwei mit Frequenzsynthese arbeitenden Normalfrequenzgeneratoren 107 und 108 geliefert, die die Normalfrequenzgeneratoren F1 und F2 bilden; diese Normalfrequenzgeneratoren können durch Flügelradsteuereinrichtungen 109, 110 auf die gewählten Frequenzen in Schritten von 100 Hz manuell eingestellt werden. Das Eingangssignal für den Normalfrequenzgenerator wird von einem varactor-gesteuerten 1O-MHz-Oszillator 111 erhalten, der mit einem 100-zu-1-Teiler 112 einen Hauptstationsspeicher bildet, der nachstehend als 01.1-Speicher bezeichnet wird. Es dürfte unmittelbar einzusehen sein, dass die soweit beschriebene Empfängeranordnung (abgesehen vom Fehlen der Anpasseinheit 41) mit der.entsprechenden Anordnung in der Sekundärstations-Steuereinheit übereinstimmt. Für jedes empfangene Signal weist die Empfangsstation eine geeignete Speichereinheit auf. Zusätzlich zu der Speichereinheit 111, 112, sind elf weitere entsprechende Speichereinheiten dargestellt, die jeweils einen 10-MHz-Oszillator 113 bis 123 mit einem 100-zu-1-Frequenzteiler 124 bis 134 enthalten. Diese Einheiten sind nachstehend mit 01.2, 02.1, etc.

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bezeichnet. Bei diesen benutzten Bezugszeichen gibt die erste Ziffer der beiden Ziffern die Sendestation und die zweite Ziffer der beiden Ziffern die Frequenz an. Somit bedeutet 03.2 den Speicheroszillator für die f2-Ubertragung von der Station Nr. 3. Sämtliche Speichereinheiten liefern Ausgangssignale, die nominell mit derselben Frequenz auftreten, deren Phasenlagen aber differieren, und zwar aufgrund des Dopplereffektes, der auf unterschiedliche Geschwindigkeiten in der Relativbewegung des Empfängers in Bezug auf die verschiedenen Sendestationen zurückgeht.

Die Ausgangssignale von den zwölf Speichereinheiten werden zwölf Eingängen einer Tastschaltung 150 zugeführt, deren Tasteingänge bzw. Gattereingänge von einer Zeitsteuereinheit 151 her steuerbar sind, die nachstehend beschrieben wird. Zu geeigneten Augenblicken bzw. Zeitpunkten werden die Ausgangssignale von den verschiedenen Speicheroszillatoren als Bezugseingangssignale dem zuvor erwähnten phasenstarren Diskriminator 106 zugeführt. Dieser Diskriminator vergleicht somit die Phase des ausgewählten Bezugsoszillators mit der Phase der eintreffenden Empfangssignale; er gibt ein Ausgangssignal auf einer Leitung 152 ab, welches Ausgangssignal über einen Schaltkreis 153 der in Frage kommenden Ausgangsleitung von zwölf Ausgangsleitungen 154 zugeführt wird. Der phasenstarre Diskriminator 106 gibt ein Analog-Ausgangssignal ab, das sich sequentiell ändert, wenn die verschiedenen Übertragungen empfangen werden. Jede Übertragung wird mit dem Inhalt des in Frage kommenden Phasenspeichers verglichen. Diese Analog-Ausgangssignale werden über den Schaltkreis an die in Frage kommenden Leitungen zurückgekoppelt, um die Oszillatoren der Phasenspeicher derart zu steuern bzw. zu regeln, dass während der verschiedenen Übertragungen die in Frage kommenden Oszillatoren 111 bis 123 hinsichtlich der Phase durch die empfangenen Übertragungen mitgezogen sind, bzw. auf diese eingerastet sind. Damit sind nunmehr Signale,

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die in der Phase durch die zwölf Empfangssignale mitgezogen sind, kontinuierlich verfügbar bei einer Frequenz von TOO kHz, und zwar auf den Leitungen 160 bis 171 von den verschiedenen Frequenzteilern her.

Die Phasenspeicher enthalten die notwendige Frequenzverschiebung gespeichert, um den Dopplereffekt aufgrund der Relativbewegung zwischen der Empfangsstation und den SendeStationen zu berücksichtigen. Solange keine Geschwindigkeits- oder Richtungsänderung in der Relativbewegung zu den Sendestationen auftritt, speichern somit die Phasenspeicher eine Information, die sich auf den augenblicklich vorliegenden Standort des Empfängers bezieht, und nicht nur eine frühere Information zu den verschiedenen Zeitpunkten, zu denen die verschiedenen Phasenspeicheroszillatoren das letzte Mal in der Phase mit den empfangenen Signalen bzw. Empfangssignalen verglichen worden sind.

Die Synchronisierung der Zeitsteuerung wird, durch eine Synchronisierungs-Diskriminatoreinheit 172 bewirkt, die der Diskriminatoreinheit 80 in den Sekundäreendern ähnlich ist bzw. diesen entspricht und die die Modulation in der Synchronisierungsübertragung von der Hauptstation her feststellt, um ein Rückstellsignal für die Auslösung des Zyklus der Zeitsteuereinheit 151 zu liefern. Diese Zeitsteuereinheit stellt die erforderlichen Signale zu den in Frage kommenden Zeitpunkten für die Betätigung bzw. Steuerung der Gattereingänge der Einheiten 150 und 153 bereit. Ein manuell betätigbarer Schalter 173 trennt auf seine Betätigung hin die Verbindung von der Synchronisierungs-Diskriminatoreinheit 172 auf; er ist jedoch.lediglich nach Aufnahme des nächsten Triggerimpulses wirksam. Wenn der Schalter betätigt ist, nimmt die Zeitsteuerung somit den nächsten Trjggerimpuls von der Synchronisierungs-Diskriminatoreinheit 172 auf. Danach hängt

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die Zeitsteuerung jedoch von dem phasenstarren bzw. in der Phase mitgezogenen 01.1 -Oszillator 11.1 ab, und zwar über den mit Frequenzsynthese arbeitenden Normalfrequenzgenerator 107. Die Zeitsteue.reinheit 151 arbeitet auf ein 4-kHz-Signal hinj von dem Normalfrequenzgenerator 107. Dieses Signal ist von einem Oszillator 111 abgeleitet, der auf die Hauptstation eingerastet bzw. durch diese mitgezogen ist, in der die Zeitsteuerung in derselben Weise gewonnen ist./wird die Zeitsteuereinheit, nachdem sie einmal synchronisiert worden ist, fortwährend richtig arbeiten und keine Synchronisierung während jedes Zeitsteuerzyklus benötigen. Demgemäss braucht der Synchronisierungsdiskriminator lediglich dann in Betrieb zu sein, wenn die Anordnung das erste Mal eingeschaltet ist, um Signale von einer Kette von Sendestationen aufzunehmen. Danach sind die Synchronisierungsübertragungen nicht erforderlich und der Schalter 173 kann betätigt werden. Die Zeitsteuerung hängt nunmehr von der Schmalbandfilterung ab, der die Signale in der 01.1-Regelschleife unterworfen werden. Im Effekt wird daher die Bandbreite des Empfängers im Hinblick auf die Zeitsteuerung verringert, wodurch das Signal^/Störspannungsverhältnis höher wird.

Die Ausgangssignale auf den Leitungen 160 bis 171 werden in geeigneter Form abgegeben, um Eingangssignale für drei miteinander übereinstimmenden Umsetzer- und Phasenmesseinheiten 180, 181 und 182 zu bilden. Jede dieser Einheiten enthält eine Phasenmess-Schaltung 183 und einen Zähler 184 zur Lieferung einer Fein-Musterinformation und einer Grob-Musterinformation in binär codierter Dezimalform. Ferner enthält jede dieser Einheiten manuell betätigbare Auswahlschalter. Auf diese Weise werden die in Frage kommenden Eingangssignale für die digitalen Phasenvergleichseinrichtungen bereitgestellt; diese Signale werden aus den Signalen auf den Leitungen 160 bis 171 ausgewählt. Die Phasenmessung wird zweckmässigerweise unter Verwendung einer doppelten bistabilen Kippschaltung vom.D-Typ ausgeführt. Dies liefert die beiden Phasenzeitinter-

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valle, d.h. ein erstes Zeitintervall, in welchem Signale benutzt werden, die auf die f1-Übertragungen eingerastet sind, und ein zweites Zeitintervall, in welchem Signale verwendet sind, die auf f2-Übertragungen von demselben Stationspaar eingerastet sind. Diese Intervalle werden durch eine Impulszählung von 10-MHz-Signalen gemessen, die von dem Oszillator 111 auf einer Leitung 187 erhalten werden. Da die Vergleichssignale 100-kHz-Signale sind, ist der Zählung 1/100 eines Streifens zugehörig. Um die Grob-Musteränzeige vorzusehen, werden die beiden Paare der zwölf möglichen Eingangssignale ausgewählt, um Messungen unter Verwendung derselben Grundlinie bei den beiden Frequenzen f1 und f2 vorzunehmen. Das Meßergebnis der f1-Muster-Phasenmessung wird über den Vergleicher in einen Phasenwinkelbruch-Anzeigespeicher eingegeben. Der Vergleicher aktualisiert den Speicher durch die minimale Anzahl von Bits, die erforderlich sind, und liefert die Steuerungs- und Übertragsdaten für die Anzeige bzw. Darstellung des gesamten Streifenzählers. Das Meßergebnis der f2-Muster-Phasenmessung wird ebenfalls gespeichert.Das Komplement des Inhalts des f2-Speichers wird dem Inhalt des f1-Muster-Speichers hinzuaddiert. Dies führt mathematisch zur Phasendifferenz zwischen den beiden Signalen. Diese Phasendifferenz wird der Grob-Musteranzeige zugeführt. Dieselben beiden Stationen müssen für die f1- und f2-Messungen in einem Umsetzer verwendet werden, um das geeignete Grob-Muster zu erhalten. Die Zählungen bzw.ZählerStellungen für die Fein- und Grobmuster werden auf Anzeigeeinheiten 186 angezeigt.

Bei diesem besonderen Empfänger sind Vorkehrungen getroffen, um die Streifenanzeigezählungen für die drei Anzeigen manuell einzustellen. Sind diese Zählungen einmal eingestellt, so liefert der Vergleicher Übertragsdaten für die Änderung des Anzeige-Gesamtstreifenzählers. Zum Zwecke dieses Betriebs ist ein Einstell-Druckschalter 185 in Verbindung mit Ziffernauswahl-Flügelrädern 188 für die drei Anzeigen vorgesehen.

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Ein Zifferneinstell-Flügelrad 189 gestattet, die bestimmte Ziffer in der Anzeige, die einzustellen ist, auszuwählen.

Es sei darauf hingewiesen, dass der Empfänger lediglich einen einzigen phasenstarren Diskriminator 106 verbindet, um das erforderliche Mitziehen der verschiedenen Speichereinheiten hinsichtlich der Phase zu bewirken. Zwischen den Speichereinheiten und dem phasenstarren Diskriminator 106 sind keine Phasenschieber vorgesehen. Demgemäss wird die Phasenmitnahme mit denselben Schaltungen für sämtliche Speicher bewirkt. Auf diese Weise sind Differenzphasenverschiebungsprobleme im Empfänger vermieden.

Da sämtliche Signale mittels eines Diskriminators angegeben werden, ist keine Bezugnahme des Empfängers erforderlich.

Die Schalteinrichtungen in den Anzeigen ermöglichen, irgendein Stationspaar als Grundlinie für die Phasenvergleichsmessung auszuwählen. So ist es insbesondere möglich, ein Paar von Sekundärstationen ebenso auszuwählen, um Signale von jeder Sekundärstation mit der Hauptstation zu vergleichen.

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Claims

Patentansprüche

.,/Empfänger für ein Phasenvergleichs-Funknavigationssystem, bei dem örtlich getrennte SendeStationen phasenstarre Signale in einer zeitlichen Folge aussenden und bei dem Empfänger-Oszillatoren jeweils in der Phase durch ein empfangenes Signal mitgezogen werden, derart, daß sie jeweils als Phasenspeicher Vergleichssignale derselben Frequenz für Vergleichszwecke gleichzeitig bereitzustellen gestatten, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei Anzeigeeinheiten (186) vorgesehen sind, die jeweils einen digitalen Phasenvergleicher mit einem Zähler (184) und einer Dezimalziffern-Anzeigeeinrichtung enthalten, welche die Phasenbeziehung zwischen zwei, an den beiden Eingängen des Phasenvergleichers liegenden Signalen derselben Frequenz anzuzeigen gestattet, und daß Auswahleinrichtungen vorgesehen sind, die die beiden Eingänge des jeweiligen Phasenvergleichers mit den Ausgängen irgendeines der Oszillatoren verbinden, die durch Signale einer gemeinsamen Frequenz mitgezogen sind.
2. Empfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahleinrichtungen manuell betätigbare Auswahlschalter sind.
3. Empfänger nach Anspruch 1 oder 2, für die Verwendung in einem Funknavigationssystem, in welchem die Auswahl der jeweiligen Sendefrequenz oder -frequenzen in einer Hauptstation mit einem Oszillator und einem mit Frequenzsynthese arbeitenden Normalfrequenzgenerator bewirkt wird, der die in dem System jeweils zu benutzenden Frequenzen erzeugt, wobei in dem Funknavigationssystem Sekundärstationen mit Phasenmitzieheinrichtungen vorge-

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sehen sind, die ihre Übertragungen durch die Über- · tragungen von der Hauptstation mitzuziehen gestatten, dadurch gekennzeichnet, daß empfangsseitig ein Hauptstations-Speicheroszillator (111) vorgesehen ist, der zumindest einen mit Frequenzsynthese arbeitenden TTormalfrequenzgenerator (107» 108) steuert, durch den Überlagerungssignale abgegeben werden, die die empfangenen Signale in Signale einer gemeinsamen Frequenz umzusetzen gestatten, welche ein Wenigfaches der Oszillatorfrequenz ist, daß sämtliche Phasehspeicheroszillatoren (111, 113 bis 123) auf-derselben Frequenz betrieben sind und Teiler (112, 124 bis 134) enthalten, die eine Frequenzuntersetzung auf das gemeinsame -Wenigfache vornehmen, daß ein einziger Phasendiskriminator (106) in gesonderten Phasenmitziehschleifen für jeden der Phasenspeicheroszillatoren (111·, 113 bis 123) in einer zeitlichen Schaltfolge ausgenutzt ist, daß jeder Phasenspeicheroszillator (111, 113 bis 123) so ausgelegt ist, daß ein Signal der Oszillatorfrequenz und ein Signal mit einer untersetzten Frequenz auftreten, daß die in der E_requenzjuntersetzten Signale in der Phase in der Anzeigeeinheit (186) verglichen werden und daß der den Normalfrequenzgenerator (107; 108) steuernde Oszillator (111) das von dem digitalen Zählerphasenvergleicher (180; 181; 182) benötigte höherfrequente Signal liefert.
4. Empfänger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzen der frequenzuntersetzten Signale jeweils .1/100 der zugehörigen Oszillatorfrequenz betragen.

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Empfänger nach Anspruch 3 oder 4, für die Verwendung in einem Funknavigationssystem, in welchem zwei unterschiedliche Frequenzen von einem mit Frequenzsynthese arbeitenden Normalfrequenzgenerator übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß empfangsseitig Einrichtungen vorgesehen sind, die eine Grob-Standortinformation in bezug auf zwei SendeStationen durch Bestimmung der Differenzen von Phasenmessungen bei zwei unterschiedlichen Frequenzen zu bestimmen gestatten, und daß diese Einrichtungen (180; 181; 182) die Phasenbeziehung unter Heranziehung einer Frequenz dadurch messen, daß der Zähler nach Einstellen einer bestimmten Zählerstellung einem Rückwärtszählvorgang ausgesetzt wird, wobei um einen Betrag zurückgezählt wird, der kennzeichnend ist für die Phasenbeziehung der Signale von denselben Stationen auf einer ander enFrequenz.

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