DE2600043C3

DE2600043C3 - Anordnung zur polarisationsfehlerfreien Peilung elliptisch polarisierter elektromagnetischer Wellen

Info

Publication number: DE2600043C3
Application number: DE19762600043
Authority: DE
Inventors: Heinz Dr. 2000 Hamburg Gabler; Hermann Dr. 8031 Woerthsee Zauscher (Verstorben)
Original assignee: C Plath GmbH Nautisch Elektronische Technik
Current assignee: C Plath GmbH Nautisch Elektronische Technik
Priority date: 1976-01-02
Filing date: 1976-01-02
Publication date: 1980-07-24
Also published as: DE2600043B2; DE2600043A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Ano'inung zur polarisationsfehlerfreien Peilung elliptisch polarisierter elek- J5 tromagnetischer Wellen nach Azimut und/oder Elevation mittels zweier gekreuzter Richtantennen und einer Rundempfangsantenne.

Durch die DE-OS 23 05 659 ist bereits eine Peilanlage bekannt, bei der zur Minderung von Peilfehlern infolge w von elliptisch polarisierten Wellen die Peilantennenspannungen immer nur dann zur Weiterverarbeitung bzw. Anzeige freigegeben werden, wenn das Verhältnis zwischen einer Peilspannung bzw. der Summe der Peilspannungen und einem mittels Horizontalrahmen aus der Vertikalkomponente des magnetischen Feldes abgeleiteten Signal sehr klein ist Dieses auf der Messung eines Spannungsverhältnisses beruhende Verfahren gibt jedoch den Peilwinkel nicht genau an, sondern enthält noch einen von der zugelassenen Abweichung der vertikalen Polarisation abhängigen Peilfehler.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine genaue, polarisationsfehlerfreie Peilung auf einfacherem Wege zu erreichen, die darüber hinaus noch die Möglichkeit bietet, neben dem Azimut gleichzeitig auch noch die Elevation der zu empfangenenden Welle zu ermitteln.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß bei der eingangs genannten Anordnung durch geeignete elektronische Schaltungen von jeder der drei Antennen- &o spannungen bei ihrem Nulldurchgang schmale Impulse abgeleitet werden, die zur Durchschaltung der jeweils beiden anderen Spannungen verwendet werden. Durch diese Maßnahmen wird wie im folgenden ersichtlich, eine exakte, polarisationsfehlerfreie Peilanzeige ermöglicht. So ergibt sich beispielsweise beim Nulldurchgang der Spannung der Rundempfangsantenne, die als Horizontalrahmen oder als eine vertikale, liniare Hilfs-

im OW-Rahmen

U₂=Hi,- sin * sin ml — H_v sin * cos λ sin («<I + Λ) (2) im horizontalen Rahmen

U_h = W„cos ί · sin (w? + Λ) (3)

in der vertikalen Hilfsantenne

U₄ = H_h cos f ■ sin mt. (4)

In den Gleichungen (1) bis (4) bedeuten /4und //,die horizontale und die normale Magnetfeldstärke, welche die gegenseitige Phasenverschiebung 6 (Feldphase) aufweisen, α den Azimutwinkel und ε die Elevation, ωί=2πΛ ergibt die Zeitabhängigkeit der sin-Welle.

Wird nun beispielsweise der Nulldurchgang der Spannung im Horizontalrahmen ermittelt so ist aus Gleichung (3) ohne weiteres ersichtlich, daß (ωίο+δ)*Ό sein muß, und man erhält für die Rahmenspannungen folgende Augenblickswerte

Ufo = Hh ' cos/» sin m<₀ . (Γ)

U₁O = H_H ' sin <* sin mt₀ . (2')

Durch Division der Augenblickswerte der Peilspannungen erhält man den tan des Azimutwinkels

tan.= "j*.

Ermittelt man dagegen den Nulldurchgang der Spannung in einer vertikalen Antenne, dann muß gemäß

26 OO 043

Gleichung (4) wfo-Q sein und es ergeben sich folgende Augenblickswerte

U'w = Hp sin r sin et sin Λ, (1") Ui₀ — — H_v sin F costx sin Λ, (2")

Auch hier ergibt sich ein einfacher Ausdruck für den tan des Azimutwinkels

tan <x = —

l/u

10

Ui₀

(6)

Die Quotienten (5) bzw. (6) können in einfacher analoger Weise auch auf dem Bildschirm eines Sichtfunkpeilers durch Helligkeitssteuerung dargestellt und die Azimutwerte durch Einstellen des Drehlineals ermittelt werden.

Eine derartige Peilanordnung ist in F i g. 2 dargestellt Dort sind die gekreuzten Richtantennen mit 1 und 2 und die senkrechte Hilfsantenne mit 3 bezeichnet Jede der Antennen geht auf einen der Kanäle 4, 5, 6 des Peilempfängers. Kanal 4 wird unter Vorzeichenumkehr mit dem horizontalen Plattenpaar, Kanal 5 mit dem vertikalen Plattenpaar der Braunschen Röhre 18 verbundea Der Hilfsantennenkanal 6 beeinflußt Ober den Impulserzeuger 9 den Wehneltzylinder 19 der Braunschen Röhre. Immer, wenn die Hilfsantennenspannung in einem bestimmten Sinn durch Null geht, wird in 9 ein Impuls erzeugt, der die Braunsche Röhre hell steuert und so auf dem Bildschirm einen Leuchtpunkt 20 erzeugt, der die wahre Peilrichtung anzeigt, die in bekannter Weise mittels eines Drehlineals an der peripheren Kreisteilung abgelesen werden kann.

Der besondere Vorteil der Anordnung nach Fig·2 besteht darin, daB ein normaler DreikanaJ-SichtlimU-peijer mit einer normalen Kreuzrahmenantenne und normaler Anzeigeeinheit verwendet werden kann, die nur durch einen Impulserzeuger ergänzt werden muß.

Soll dagegen auch der Elevationswinkel der ankommenden Welle ermittelt werden, so ist die Schaltung in der in Fig,J gezeigten Weise durch drei Impulserzeuger 7,8,9 und Freigabeschalter 10,11,12,13 bzw. 14, 15 zu erweitern. Die Impulserzeuger geben beim Nulldurchgang der zugeordneten Spannung einen kurzen Impuls ab, der jeweils die Momentanwerte der beiden anderen Spannungen freigibt Es entstehen dadurch in der Recheneinheit 16 nach Analog/Digitalumwandlung und Speicherung die Spannungswerte U₁", U₂**, Uf, U_h** welche nach Formel (7) bzw. (8) zur Berechnung der Elevation verwendet werden können.

Bei Verwendung eines horizontalen Rahmens erhält man

cot f =

bei Verwendung einer vertikalen Hilfsantenne wird der Wurzelausdruck von (7) identisch mit cos ε, (8), wobei allerdings die Ergiebigkeit der Hilfsanlenne an die Erjo giebigkeit der Rahmen angepaßt sein muß.

Formel (7) bzw. (8) erhält man durch weitere Ausrechnungen aus den Gleichungen (1) bis (4).

Der Elevationsrechner 16 kann mit dem ähnlichen Rechner 17 kombiniert werden oder auch mit einer r. Braunschen Röhre 18 nach F i g. 2.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

26 OO Patentansprüche;

1. Anordnung zur polarisatiowfehlerfreien Peilung elliptisch polarisierter elektromagnetischer Wellen nach Azimut und/oder Elevation mittels zweier gekreuzter Richtantennen und einer Rundempfangsantenne, dadurch gekennzeichnet, daß durch geeignete elektronische Schaltungen 7, 8, 9 von jeder der drei Antennenspannungen bei ihrem Nulldurchgang schmale Impulse abgeleitet werden, die zur Durchschaltung der jeweils beiden anderen Spannungen verwendet werden.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchschaltung der Antennenspannungen impulsgesteuerte Freigabeeinheiten 10 bis 15 vorgesehen sind, welche auf Recheneinheiten

' 16 und 17 vorzugsweise digitaler Bauart einwirken, in welchen nach Analog/Digitalwandlung und Speicherung Rechenprogramme zur Ermittlung von Elevation ε und Azimut tx durchgeführt und in den Einheiten 21 und 22 laufend angezeigt werden.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die alleinige Ermittlung des Azimutwertes eine vereinfachte A«ordnung vorgesehen ist, bei welcher nur von der Spannung der Rundempfangsantenne ein Durchschaltimpuls abgeleitet wird, der die Hellsteuerung einer Anzeigeröhre 18 bewirkt

antenne ausgebildet sein kann, »us den Augenblickswerten der anderen Spannungen der genaue Azimutwert unabhängig vom Polarisstionswinke],

In besonderer Ausföhrungsform der Erfindung sind zur Durchschaltung der Antenrienspannungen impulsgesteuerte Freigabeeinheiten vorgesehen, welche auf Recheneinheiten, vorzugsweise digitaler Bauart einwirken, in welchen nach Analog/Digitalwandk ng und Speicherung Elevation und Azimut ermittelt und in Anzeigeeinheiten angezeigt werden.

Bei einer vereinfachten Anordnung der Erfindung, die sich auf die Ermittlung lediglich des Azimutwertes beschränkt, ist vorgesehen, daß nur von der Spannung der Rundempfangsantenne ein Durchschaltimpuls abgeleitet wird, der die Hellsteuerung einer Röhre bewirkt

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise und schematisch dargestellt Es zeigt

F i g. 1 eine Kreuzrahmenantenne mit horizontalem Rahmen und vollständiger Berechnungsanlage,
Fig.2 eine Kreuzrahmenanlage mit vertikaler Linearantenne und Berechnung, bzw. Anzeige nur des Azimutwinkels mittels einer Braunschen Röhre.

Zur näheren Begründung sollen im folgenden zunächst die in den einzelnen Antennen von einer elliptisch polarisierten Raumwelle mit den Komponenten Ε, und Eh, bzw./Λ und H, induzierten Spannungen in mathematischen Formen dargestellt werden. Im einzelnen ist die Spannung im NS-Rahmen

l/,=