DE2540203A1

DE2540203A1 - Verfahren und anordnung zum automatischen erkennen von peilstoerungen

Info

Publication number: DE2540203A1
Application number: DE19752540203
Authority: DE
Inventors: Hermann Saur
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Telefunken Systemtechnik AG
Priority date: 1975-09-10
Filing date: 1975-09-10
Publication date: 1977-03-17
Also published as: DE2540203B2; DE2540203C3

Description

"Verfahren und Anordnung zum automatischen Erkennen von Peilstörungen" Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von Peilstörungen sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.
Peilstörungen entstehen i. a. bei gleichzeitigem Eintreffen von zwei oder xehr gleichfrequenten oder nahezu gleichfrequenten Wellen mit unterschiedlicher Einfallsrichtung und Phasenlage am Empfangsort. Bei Sichtfunkpeilern kommt dann anstelle eines Peilstriches eine Peilfigur in Foxin einer Ellipse zur Anzeige, aus der die Parameter der sich überlagernden Wellen, wie Amplituden, Phasenlagen und Einfalisrichtungen, nicht ohne weiteres bestimmt werden können, da die Ellipse durch unendlich viele Wellenkonfigurationen darstellbar ist.
Jede Ellipse läßt sich aber sehr einfach durch Überlagerung zweier in der Phasenlage um s/2 gegeneinander verschobener Wellen beschreiben. Dabei gibt die große Halbachse der Ellipse die Amplitude der stärkeren, die kleine Halbachse die Amplitude der schwächeren Welle wieder. Das Verhältnis der kleinen und der großen Ellipsenachse entspricht der Trübung T der Peilinformation (- 1C T <1). Eine Möglichkeit zur Bestimmung einer der Trübung T proportionalen Spannung aus den Peilspannungen ist z. B. in der Patentanmeldung P (UL 72/197) vorgeschlagen.
Aufgrund ihrer Entstehungsgeschichte lassen sich die Peilstörungen in drei Gruppen einteilen: a) Die zu peilende Welle wird von einer oder mehreren Wellen überlagert, die aus ihr selbst durch Reflexion an einem oder mehreren ortsfesten Rdekstrahlern entstanden sind. Als Peilfigur erhält man in diesem Fall eine stehende Ellipse mit konstantem Achsenverhältnis.
b) Die zu peilende Welle wird von einer oder mehreren durch Reflexion an einen beweglichen Riickstrahler, insbesondere der sich ständig ändernden Ionosphäre, entstehenden Wellen überlagert. In diesem Fall kommt als Peilfigur eine Ellipse zur Anzeige, deren Größe, Neigung und Achsenverhältnis sich fortlaufend mit mäßiger Geschwindigkeit ändern.
c) Die zu peilende Welle wird von einer oder - in seltenen Fällen -mehreren Wellen überlagert, die von verschiedenen Sendern in demselben Frequenzband stamen. Die Peilfigur ändert sich dann mit konstanter Geschwindigkeit entsprechend der Differenzfrequenz der überlagerten Wellen, wobei sie einen bestimmten Polygonzug - bei nur einer Störwelle ein Parallelogrm -tangiert.
Das Empfängerrauschen beim Empfang sehr schwacher Signale zählt nicht eigentlich zu den Peilstörungen, zumal sich ein verrauschtes Signal durch Integration mit geeignet gewählter Integrationszeit stets genügend aus dem Rauschen hervorheben läßt.
Die einzige bislang bekannte Methode zum Erkennen von Peilstörungen besteht in einer visuellen Beobachtung der Peilfigur durch entsprechend ausgebildetes Fachpersonal.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung anzugeben, die ein automatisches Erkennen von Peilstörungen ermöglichen.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine aus den Peilspannungen gewonnene der Trübung proportionale Spannung einer Frequenzanalyse unterzogen wird und daß in dem Fall, daß ein ermitteltes Frequenz spektrum eine Gleichspannungskomponente aufweist, automatisch auf eine Peilstörung durch Reflexion an einem oder mehreren ortsfesten Rückstrahlern erkannt wird, daß im Falle, daß in dem Frequenzspektrum Wechselspannungskomponenten mit Frequenzen bis 5 Hz enthalten sind, auf eine kohärente Peilstörung durch Reflexion an beweglichen Rückstrahlern, insbesondere der Ionosphäre, entschieden wird und daß, falls das Frequenzspektrum ein oder mehrere diskrete Spektren oberhalb 5 Hz enthält, auf eine inkohärente Peilstörung durch einen oder mehrere in demselben Frequenzband sendende dritte Sender erkannt wird.
Bei einer vorteilhaften, nur wenig Aufwand erfordernden Anordnung zur Durchführung des Verfahrens ist vorgesehen, daß die zu analysiedende Spannung über einen Eingang zum einen an einem ersten Tiefpaßfilter, das für Frequenzen bis 5 Hz passierbar ist, und zum andern an weiteren Tiefpaßfiltern, deren Bandbreite gestaffelt zunimmt, anliegt, daß der Ausgang des ersten Tiefpaßfilters über eine Serienschaltung aus einem ohmschen Widerstand und einem Kondensator an Nasse gelegt ist, daß die beiden Sondensatorelektroden mit je einem Eingang eines ersten Komparators verbunden sind, der über einen Ausgang ein Signal abgibt, wenn in der zu analysierenden Spannung eine Gleichspannungskomponente enthalten ist, daß eine an dem ohmschen Widerstand abfallende Spannung an die Eingänge eines zweiten Komparators gelegt ist, der im Falle, daß in der zu analysierenden Spannung Wechselspannungskomponenten mit Frequenzen bis zu 5 Hz vorhanden sind, uber einen Ausgang ein Signal abgibt, daß den weiteren Tiefpaßfiltern je ein Mittelwertgleichrichter nachgeschaltet ist, daß benachbarte Mittelwertgleichrichter jeweils über je einen Ausgang mit je einem Eingang eines weiteren omparators verbunden sind und daß die weiteren Komparatoren ausgangsseitig in einer ODER-Verknüpfungsschaltung zuRammengeschaltet sind, die über einen Ausgang ein Signal abgibt, wenn die zu analysierende Spannung diskrete Spektren oberhalb 5 Hz aufweist.
Zweckmäßigerweise sind dic Bandbreiten der weiteren Tiefpaßfilter logarithmisch gestaffelt und die Verstärkungs-Bandbreiten-Produkte durch Spannungsteilung einander angeglichen.
Ein jeder weiterer Komparator gibt jeweils nur dann ein Ausgangssigna ab, wenn die an ihm anliegende Spannung des weiteren Tiefpaßfilters mit der größeren Bandbreite höher ist als die Spannung des an ihn angeschlossenen schmalbandigeren weiteren Tiefpaßfilters.
Ein Ausfdhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden naher beschrieben.
Bei der erfindungsgemäßen Erkennung von Peilstörungen durch Frequenzanalyse einer aus den Peilspannungen abgeleiteten, der Trübung T proportionalen Spannung gelten folgende Unterscheidungskriterien: i. Eine Gleichspannungskomponente entspricht einer Störung durch ortsfeste Riickstrahler.
2. Wechselspannungskomponenten mit einer Frequenz von bis zu 5 Hz sind bezeichnend für Ausbreitungsstörungen (Ionosphärenreflexion, fading).
3. Ein oder mehrere diskrete Frequenzspektren oberhalb 5 HZ zeigen inkohärente Gleichkanalstörungen an.
Da stark verrauschte Signale ein nahezu "weißes" Rauschspektrum erzeugen, in dem alle Spektrallinien mit gleicher Amplitude vertreten sind, ist zur Unterscheidung der erwähnten Peilstörungen von dieser Störungsart eine nach dem bekannten Zungenfrequenzmesserprinzip arbeitende Anordnung notwendig, d. h. eine Anordnung, mit deren Hilfe sich unterscheiden läßt, ob alle Frequenzen mit gleicher Amplitude vorkommen oder ob einzelne Frequenzen eine größere Amplitude haben als die übrigen.
Eine vorteilhafte Anordnung dieser Art ist blockschaltbildmäßig in der Figur dargestellt. Die zu analysierende Spannung wird auf einen Eingang 1 gegeben. Ein erstes Tiefpaßfilter 2 siebt die Frequenzkomponenten bis 5 Hz aus. Das Filter ist ausgangsseitig über einen ohmschen Widerstand 3 und einen Kondensator 4 an Nasse gelegt. Die am Kondensator abfallende Spannung wird einem ersten Komparator 5 zugeführt, an dessen Ausgang 6 ein logisches Signal erscheint, wenn bei Auftreten einer Gleichspannungskomponente der Spannungsabfall an dem Kondensator einen vorgegebenen Schweliwert überschreitet.
Falls in der zu analysierenden Spannung Wechselspannungskomponenten mit Frequenzen bis 5 Hz vorhanden sind, bewirkt der Spannungsabfall an dem ohmschen Widerstand 3, daß ein zweiter Komparator 5' über einen Ausgang 7 ein logisches Signal abgibt.
Zum Erkennen von Peilstörungen, die durch in desselben Frequenzband sendende dritte Sender verursacht werden, wird dio zu analysierende Spannung auf weitere Tiefpaßfilter 2' bis 2(s) gegeben, deren Bandbreiten von links nachrechts logarithmisch gestaffelt zunehmen. Die Verstärkungs-Bandbreiten-Produkte der Tiefpaßfilter sind durch Spannungsteiler einander angeglichen. Den Tiefpaßfiltern nachgeschaltete Mittelwertgleichrichter 8 sind ausgangsseitig mit weiteren Komparatoren 5 verbunden. Jeder dieser Komparatoren gibt nur dann ein Ausgangssignal ab, wenn der mit ihm verbundene Tiefpaß mit der größeren Bandbreite eine höhere Spannung liefert als der ihm benachbarte Tiefpaß kleinerer Bandbreite. Die Ausgänge der weiteren Komparatoren sind in einer ODER-Verknupfungsschaltung 9 mit einem Ausgang 10 zusaninengeschaltet, deren Ausgangssignal eine Gleichkanalstörung anzeigt.

Claims

Patentan sprüche

1. Verfahren zum Erkennen von Peilstörungen, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus den Peilspannungen gewonnene der Trübung proportionale Spannung einer Frequenzanalyse unterzogen wird und daß in dem Fall, daß ein ermitteltes Frequenzspektrum eine Gleichspannungskomponente aufweist, automatisch auf eine Peilstörung durch Reflexion an einem oder mehreren ortsfesten Räckstrahlern erkannt wird, daß im Falle, daß in dem Frequenzspektrum Wechselspannungskomponenten mit Frequenzen bis 5 Hz enthalten sind, auf eine kohärente Peilstörung durch Reflexion an beweglichen Riickstrahlern, insbesondere der Ionosphäre, entschieden wird und daß, falls das Frequenzspektrum ein oder mehrere diskrete Spektren oberhalb 5 Hz enthält, auf eine inkohärente Peilstörung durch einen oder mehrere in demselben Frequenzband sendende dritte Sender erkannt wird.

2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu analysierende Spannung über einen Eingang (1) zum einen an einem ersten Tiefpaßfilter (2), das für Frequenzen bis 5 Hz passierbar ist, und zum andern an weiteren Tiefpaßfiltern (2' bis 2(n)), deren Bandbreite gestaffelt zunimmt, anliegt, daß der Ausgang des ersten Tiefpaßfilters über eine Serienschaltung aus einem ohmschen Widerstand (3) und einem Kondensator (4) an Masse gelegt ist, daß die beiden Kondensatorelektroden mit je einem Eingang eines ersten Komparators (5) verbunden sind, der über einen Ausgang (6) ein Signal abgibt, wenn in der zu analysierenden Spannung eine Gleichspannungskomponente enthalten ist, daß eine an dem ohmschen Widerstand abfallende Spannung an die Eingänge eines zweiten Komparators (5') gelegt ist, der im Falle, daß in der zu analysierenden Spannung Wechselspannungskomponenten mit Frequenzen bis zu 5 Hz vorhanden sind, über einen Ausgang (7) ein Signal abgibt, daß den weiteren Tiefpaßfiltern (2' bis 2(n)) je ein Mittelwertgleichrichter (8) nachgeschaltet ist, daß benachbarte Mittelwertgleichrichter jeweils über je einen Ausgang mit je einem Eingang eines weiteren Komparators (5t') verbunden sind und daß die weiteren Komparatoren (5") ausgangsseitig in einer ODER-Verknpfungsschaltung (9) zusammengeschaltet sind, die über einen Ausgang (io) ein Signal abgibt, wenn die zu analysierende Spannung diskrete Spektren oberhalb 5 Hz aufweist (Fig.).

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandbreiten der weiteren Tiefpaßfilter (2' bis 2(n)) logarithmisch gestaffelt sind (Fig.).

4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungs-Bandbreiten-Produkte der einzelnen weiteren Tiefpaßfilter (2' bis 2(n)) durch Spannungsteilung einander angeglichen sind (Fig.).

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Komparator (5") jeweils nur dann ein Ausgangssignal abgibt, wenn die an ihm anliegende Spannung des weiteren Tiefpaßfilters mit der größeren Bandbreite höher ist als die Spannung des an ihn angeschlossenen schmalbandigeren weiteren Tiefpaßfilters (Fig.).

L e e r s e i t e