DE2702601A1

DE2702601A1 - Fernuebertragung und -auswertung von peilspannungen

Info

Publication number: DE2702601A1
Application number: DE19772702601
Authority: DE
Inventors: Karl Prof Dr Baur
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1977-01-22
Filing date: 1977-01-22
Publication date: 1978-07-27

Description

"Fernübertragung und -auswertung von Peil-
spannungen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Fernübertragung und -auswertung von Peilspannungen eines Peilers, vornehillich eines Mehrkanal-Sichtfunkpeilers nach dem Watson- Watt-Prinzip, bei dem für die Kanalspannungen sendeseitig Mittel zur Abtastung, A/D-Vandlung, Zwischenspeicherung, gegebenenfalls Parallel-Serienwandlung, Datenaufbereitung und Übertragung, auf der Empfangsseite ein Empfänger sowie Mittel zur Datenaufbereitung, gegebenenfalls Serien-Parallelwandlung, Zwiffchenspeicherung und Anzeige vorhanden sind.
Eine Einrichtung dieser Art ist beispielsweise aus der DT-OS 2 311 065 bekannt. Allerdings werden bei dieser bekannten Einrichtung nicht die Peilspannungen selbst, sondern lediglich bestimmte Parameter von Peilellipsen übertragen, was einerseits den Aufwand beträchtlich erhöht, da sendeseitig Mittel zur Gewinnung besagter Parameter erforderlich sind und empfangsseitig zur Rekonstruktion der Peilbilder aus den übertragenen Parametern ein Rechner notwendig ist, und andererseits zum Verlust eines großen Teils der Peilinforiation führt, der sich insbesondere bei empfangsseitiger Mehrwellenauswertung nachteilig bemerkbar macht.
Aus der DT-AS 2 310 768 ist ferner eine Anordnung zur Fernübertragung von zwei gleichzeitig am Ausgang zweier Kanäle anfallenden Peilsignalen bekannt, bei der die beiden Kanäle mit einer Schaltfrequenz, die ein Mehrfaches der Frequenz des Peilsignals ist, abwechselnd nacheinander zusammen mit einem Synchronisierimpuls pro Periode der Peilfrequenz an den Eingang eines einzigen Fernübertragungskanals anschaltbar sind. Der Nachteil dieser Anordnung besteht insbesondere darin, daß sie nur in Verbindung mit breitbandigen Übertragungskanälen ohne Inforuationsverlust verwendbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die auch bei Verwendung schmalbandiger Übertragungskanäle, wie z. 8. Telefonleitungen, eine Ubertragung der Peilspannungen möglichst ohne Informationsverlust gestattet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß aus den Kanalspannungen auf der Sendeseite mit Hilfe von Hilberttransformatoren die Hilberttransformierten erzeugbar sind und daß mit besagten Mitteln außer den Kanalspannungswerten auch die Hilberttransformierten übertragbar sind.
Eine bevorzugte Ausgestaltungsform ist dadurch gegeben, daß als Übertragungskanal eine Telefonleitung vorgesehen ist und daß die Übertragungsrate durch geeignete Wahl der Abtastrate und der Wortlänge der digitalisierten Abtastwerte an die Bandbreite des Übertragungskanals angepaßt ist.
Eine vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, daß die Peilspannungen auf der Empfangsseite in einer Mehrwellenpeileinrichtung hinsichtlich des Azimuts und der Elevation der einfallenden Wellen auswertbar sind.
Ein zweckmäßiges Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
Bei einem Mehrwellenpeiler auf Zeitbasis werden beispielsweise die Spannungen der drei Peilkanäle eines Zweikanalpeilers mit Hilfskanal zusammen mit den Hilberttransformierten der Kanalspannungen gleichzeitig abgetastet und dann mit einem schnellen A/D-Wandler digitalisiert, so daß dann jeweils sechs digitale Werte in einem Zwischenspeicher zur weiteren Verwendung bereitliegen.
Zum Zwecke der Peilbildfernübertragung und -auswertung werden nun die im Zwischenspeicher abgelegten Abtastwerte herange- zogen, die beispielsweise in jeder Millisekunde wechseln. Die Übertragung der Abtastwerte erfolgt in einer für den jeweiligen Kanal günstigen Form. Bei einer Telefonleitung wird zunächst eine Parallel-Serienwandlung mit Datenrahmenaufbereitung (Start, Stop, Parity usw.) vorgenommen. Dann wird der Datenrahmen über ein Modem auf die Leitung gegeben. Auf der Empfangsseite wird der Datenrahmen nach Serien-Parallelwandlung und Dekodierung wieder in einem Zwischenspeicher abgelegt, aus dem die Daten zur Auswertung beispielsweise einer Mehrwellenpeileinrichtung zuführbar sind.
Zur Erzeugung des Peilbildes auf der Empfangsseite wird z. B. die in der Figur dargestellte Anordnung verwendet. Dabei werden in einem vorgegebenen Takt die übertragenen Werte jeweils eines Datenrahmens von einem Zwischenspeicher mit Serien-Parallelwandlung 1 an je einen D/A-Wandler 2 für die drei Kanalspannungen X . sinçx, Y . sin#y, Z . sin#z und deren Hilberttransformierte X . cosçx, Y . cosçy, Z . cos#z ausgegeben. Jeder D/A-Wandler 2 ist ausgangsseitig mit je einem Ringmodulator 3 verbunden. In den Ringmodulatoren werden die Hilberttransformierten der Kanal spannungen mit einer Spannung cos#t eines Oszillators 4 und die Kanalspannungen selbst mit der mittels eines 900-Phasenschiebers 5 erzeugten Hilberttransformierten cos '1t der Oszillatorspannung gemischt, wobei die Kreisfrequenz # des Oszillators 4 normalerweise der Zwischenfrequenz des verwendeten Systems entspricht (z. fl.
200 kHz). Die Ringmodulatoren 3 der einzelnen Kanäle und deren Hilberttransformierter sind jeweils in einem Addierglied 6 zusammengeschaltet, an deren Ausgängen die ihrer gesamten Information wiederhergestellten Kanal spannungen Ux = X . cos (#t - #x), Uy = Y . cos (#t - #y) und Uz = Z . cos (#t - #z) zur Verfügung stehen, die direkt auf ein Anzeigegerät (Kathodenstrahlrohr) gegeben werden können.
Der große Vorteil dieser Art der Peilbildübertragung ist in der Kompatibilität, und zwar nicht nur mit einem Mehrwellen- peiler auf Zeitbasis, zu sehen. Wie bereits erwähnt, kann nämlich der Zwischenspeicher 1 auch an einen Rechner einer Mehrwellenpeileinrichtung angeschlossen werden, so daß nach der Ferniibertragung neben der Anzeige des Peilbildes auch eine Mehrwellenpeilung möglich ist. Wird die übertragene Datenrate entsprechend erhöht, so läßt sich empfangeseitig auch ein Mehrwellenpeiler auf Raumbasis anschließen.
Wird als Übertragungskanal eine Telefonleitung benutzt, so kann aus Gründen der Schmalbandigkeit der Übertragungsstrecke nicht jede Millisekunde ein Datenrahmen Mit je einez Abtastwert der drei Kanal spannungen und deren Hilberttransformierter übertragen werden. Ein solcher Datenrahrenhat bei 6 Worten zu je 10 Bit eine Mindestlänge von 60 Bit. Selbat die besten Phasenumtastverfahren ermöglichen aber nur eine Übertragungsgeschwindigkeit von 9,6 k Bit/sec gegenüber den dann erforderlichen 60 k Bit/sec. Die Übertragungsgeschwindigkeit läßt sich nun einfach durch eine geeignete Wahl der Wort länge einerseits und der Abtastrate andererseits an die Bandbreite des Übertragungskanals anpassen, wobei die Abtastrate beispielsweise dadurch reduziert wird, daß sendeseitig eben nicht jeder Satz von Abtastwerten (der Kanäle und der Hilberttransformierten) auf die Leitung gegeben wird. Geht man z. B. mit der Wortlänge auf 7 Bit und mit der Abtastrate auf 100 Hz zurück (d. h. es wird jede Hundertstelsekunde abgetastet), so erhält man eine Ubertragungsrate von 4,2 k Bit/ sec, die auch bei Leitungen praktikabel erscheint, wobei i Einzelfall natürlich eine Optimierung entsprechend den jeweiligen Randbedingungen vorzunehmen ist.
Die Übertragungsgewindigkeit läßt sich auch vorteilhafterweise dadurch reduzieren, daß für die beiden Peilkanalspannungen und deren Hilberttransformierte eine Wort länge von beispielsweise jeweils 8 Bit, für die Hilfskanalspannungen dagegen eine Wortlänge von nur je 1 oder 2 Bit verwendet wird, wobei bei Verwendung einer Wortlänge von 1 Bit lediglich das Vorzeichen, bei einer Wortlänge von 2 Bit dagegen der Quadrant der Spannung berücksichtigt wird.
Mit Hilfe einer sendeseitigen Datenkompression, d. h. einer die Redundanz ausschaltenden Kodierung, und eventuell einer empfangsseitigen Datendekompression läßt sich die Übertragungsrate noch weiter reduzieren. Beispielsweise kann man die Daten eines Dreikanalpeilers empfangsseitig dadurch komprimieren, daß anstelle von Amplitude und Phase von einer Peilspannung lediglich die Amplitude und von der anderen Peilspannung die Amplitude sowie die Phasendifferenz zu der einen Peilspannung berücksichtigt wird. Bei dieser speziellen Kodierung entfällt sogar die Datendekompression auf der Empfangsseite.
Beispielhaft sieht die Datenkompression in einer kleinen Rechenschaltung wie folgt aus: Dateneingabe Zwischenrechnung Datenausgabe z1 = Azcos#z z1x1 + z2x2 = AzAxcos(#z-#x) Vorzeichen z2 = Azsin#z z2x1 - z1x2 = AzAxsin(#z-#x) Vorzeichen x1 = Axcos#x x²1 + x²1 = Ax² Ax² x2 = Axsin#x y1 = Aycos#y y1x1 + y2x2 = AyAxcos(#y-#x) AxAycos(#y-#x) y2 = Aysin#y y2x1 - y1y2 = AyAxsin(#y-#x) AxAysin(#y-#x) Zu übertragen sind also nur zwei Vorzeichen und drei Worte, die auf der Empfangsseite sofort wieder nach der angegebenen Regel aufbereitet und z. n. einem Bildschirm zugeführt werden können.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche 9 Einrichtung zur Fernübertragung und -auswertung von Peilspannungen eines Peilers, vornehmlich eines Mehrkanal-Sichtfunkpeilers nach dem Watson-Watt-Prinzip, bei dem für die Kanalspannungen sendeseitig Mittel zur Abtastung, A/D-Wandlung, Zwischenspeicherung, gegebenenfalls Parallel-Serienwandlung, Datenaufbereitung und Übertragung und auf der Empfangsseite ein Empfänger sowie Mittel zur Datenaufbereitung, gegebenenfalls Serien-Parallelwandlung, Zwischenspeicherung und Anzeige vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet,daß aus den Kanalspannungen auf der Sendeseite mit Hilfe von Hilberttransformatoren die Hilberttransformierten erzeugbar sind und daß mit besagten Mitteln außer den Kanalspannungswerten auch die Hilberttransformierten übertragbar sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Übertragungskanal eine Telefonleitung vorgesehen ist und daß die Übertragungsrate durch geeignete Wahl der Abtastrate und der Wortlänge der digitalisierten Abtastwerte an die Bandbreite des Übertragungskanals angepaßt ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reduzierung der Übertragungsrate für die Hilfskanalspannung und deren Hilberttransformierte eine Wortlänge von je 1 bzw. 2 Bit vorgesehen ist und daß dann nur das Vorzeichen bzw. der Phasenquadrant der jeweiligen Spannung übertragen wird.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verringerung der Übertragungsrate sendeseitig eine Datenkompression mit einer die Redundanz ausschaltenden Kodierung und empfangsseitig erforderlichenfalls eine Datendekompression vorgesehen ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Zweikanalpeilers mit Hilfskanal von einer der beiden Peilspannungen lediglich die Amplitude und von der anderen Peilspannung die Amplitude und die Phasendifferenz zu der einen Peilspannung fiir <lie Übertragung berücksichtigt werden.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Peilspannungswerte auf der Empfangsseite in einer Mehrwellenpeileinrichtung hinsichtlich des Azimuts und der Elevation der einfallenden Wellen auswertbar sind.