DE2721632C2 - Peiler mit Goniometer - Google Patents

Description

und einem Peilempfänger E Das Ausgangssignal S des Peilempfängers £ wird einem Multiplizierer M zugeführt, in dem es mit einem komplexen Trägersignal

TS=exp{jti?Rt)

multipliziert wird, dessen Kreisfrequenz der Rotations-Kreisfrcquenz des Goniometers gleich gewählt ist Aus dem so gewonnenen Signal S'wird mittels eines Filters Fein Signal 5"separiert das auf einer Anzeigeeinrichtung A in der komplexen Phasenebene zur Anzeige kommt

Im Unterschied zu den eingangs erwähnten Goniometerpeilern wertet der erfindungsgemäße Peiler nicht nur die Hüllkurve (Amplitude) des Peilsignals aus, sondern auch dessen Phase, wodurch eine Trennbarkeit mehrerer Wellen erreicht wird. Das Peilsignal

S= A ■ cos(zMof + φ) ■ cos(u)Rt — ac)

am Ausgang des Peilempfängers E enthält die in F i g. 2a dargestellten Spektrallinien. Durch Multiplikation mit dem komplexen Trägersignal

TS=exp(/(W/?f)

erhält man aus dem Peilsignal S das Signal

S' = S ■ expC/VwKf )^=>1 · cos{/yo/ + φ) ■ cos(<yRi - ex) ■ exp(/n>«r)
= -γ ■ cos(6*)i + φ) · {exp[/(26>s - λ)] :exp(/\*)},

dessen Spektrallinien in Fig.2b dargestellt sind. Mit Hilfe des Filters F, dessen Durchlaßcharakteristik D in F i g. 2b gestrichelt eingezeichnet ist wird aus dem Signal 5' durch Abtrennung von den außen liegenden Seitenbändern das Signal

Λ ~~

5"= -y- · cos(<Mof + φ) ■ exp(/«)

separiert und in der komplexen Phasenebene auf der Anzeigeeinrichtung A zur Darstellung gebracht, indem die dem sin λ proportionale reale Komponente des Signals S"auf die horizontalen und die dem cos oc proportionale imaginäre Komponente auf die vertikalen Ablenkplatten der Elektronenstrahl-Röhre A gegeben wird. Es entsteht eine um den Winkel oc geneigte Gerade in der komplexen Ebene, die mit der Sendefrequenz ω§ oszillierend durchfahren wird.

Fallen mehrere benachbarte Frequenzen unter demselben Azimut ein, so ändert das nichts an der Darstellung, d. h. die Modulation des Sendesignals (AM, FM oder SSB) stört nicht. Die Länge des angezeigten Peilstriches entspricht der Signalstärke, sie folgt daher der Amplitudenmodulation. Die Oszillationsfrequenz, mit der der Peilstrich vom Elektronenstrahl durchfahren wird, entspricht der jeweiligen Augenblicksfrequenz des gepeilten Signals.

Wenn nun in ein- und demselben Frequenzkanal gleichzeitig zwei Wellen mit unterschiedlichem Azimut einfallen, so entsteht wegen der Linearität der Anordnung das Signal

S\" + S2" = —f- ■ cos &>if · exp(/«i) + —γ- ■ cos cjit ■ exp(y cxl).

Sind die zwei Wellen inkohärent, d. h. gilt a>\ Φα>2, wie es bei einer Störung durch einen zweiten Sender in der Regel der Fall ist, so kommt eine mit der Differenzfrequenz beider Wellen taumelnde Folge von Ellipsen zustande, deren Umhüllende ein Parallelogramm ist, wie beispielsweise in F i g. 3a dargestellt. Die Kanten dieses Parallelogramms weisen — wie beim Watson-Warr-Peiler — in die beiden Senderichtungen. Durch einfache Projektion läßt sich die zweidimensionale Peilfigur — wie in F i g. 3b und c dargestellt — in zwei eindimensionale Funktionen zerlegen, die die beiden Azimutinformationen beinhalten. Natürlich ist wahlweise auch eine Messung der Elevation — anstelle des Azimuts — möglich.

Bei einer vollständig kohärenten Störung (Reflexion mit co\ =0)2) taumelt die Ellipse nicht und man kann also die Einfallsrichtungen nicht ohne weiteres trennen. Infolge des Doppeleffekts entsteht aber auch bei Wellen vom gleichen Sender, die über mehrere verschiedene ionosphärische Reflexionen zum Peiler gelangen, eine geringe Frequenzdifferenz cü\ — 0)2, so daß nach einiger Integrationszeit im allgemeinen eine Aussage möglich wird.

Die Fähigkeit, zwei aus verschiedenen Richtungen in demselben Frequenzkanal gleichzeitig einfallende Wellen zu trennen, besitzt von den einfachen Peilern sonst nur noch der Watson-Watt-Peiler, der dafür jedoch pro Frequenzkanal zwei bzw. drei Peilkanäle benötigt.

Die einkanalige Peilanordnung gemäß vorliegender Erfindung setzt eine gute Phasenlinearität des verwendeten Peilempfängers voraus. Diese Voraussetzung wird in ideale· Weise von einem Simultanempfänger für eine Vielzahl von Frequenzkanälen erfüllt, bei dem — wie erwähnt — das aus der DE-OS 22 62 652 bzw. DE-OS 24 36 013 bekannte, nach dem Prinzip der schnellen Fourier-Transformation (FFT) arbeitende Filter zur Anwendung kommt. Vorteilhafterweise gestattet der erfindungsgemäße Peiler die Verwendung des Peilempfängers sowohl für Peil- als auch für Horchzwecke, da in dem Peilsignal 5"die Horchinformation mit enthalten ist. Mit

einem solchen Simultanempfänger als Peilempfänger kann daher eine Vielzahl von Frequenzkanälen gleichzeitig gepeilt und abgehört werden. Dieses ist insbesondere bei der effektiven Aufklärung von kurzzeitigen Sendungen von Bedeutung, indem z. B. die Peilungen »auf Vorrat« abgespeichert werden und bei Sendungen, deren Nachrichteninhalt Interesse geweckt hat, die zugehörige Peilung aus dem Speicher geliefert wird. Zweck-5 mäßigerweise wird der Peiler in Verbindung mit einer Auswahlvorrichtung betrieben, die die große Masse anfallender Peildaten auf die tatsächlich interessierenden Peilwerte reduziert.

Der erfindungsgemäße Peiler kann mit einem Antennensystem ausgerüstet werden, wie es bei Sichtfunkpeilern üblich ist. Seine Leistung ist im Prinzip die gleiche wie diejenige der bekannten Sichtfunkpeiler, der Aufwand ist jedoch stark reduziert, da keine gleichlaufenden Peilkanäle benötigt werden.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Peiler, bei dem das Ausgangssignal eines Antennensystems (AS) über ein mit einer Rotations-Kreisfrequenz (ωχ) rotierendes Goniometer (G) einem einkanaligen Peilempfänger (E) zugeführt ist, und bei dem

durch komplexe Multikation des Ausgangssignals (S) des Peüempfängers (E) in einem Multiplizierer (M) mit einem Trägersignal (TS), dessen Kreisfrequenz gleich der Rotationskreisfrequenz (u)r) des Goniometers (G) ist, Spannungen zur Steuerung einer Peilanzeige gewonnen werden, d a d u r c h g e k e η η ζ e i c h η e t, daß der Peilempfänger (E) ein Ausgangssignal (S) abgibt, das die Amplituden- und die Phaseninformation des hochfrequenten Empfänger-Eingangssignals enthält, und daß nach dem Multiplizierer (M) Filter (F) angeord-

net sind, die die außenliegenden Seitenbänder des Ausgangssignals (5') des Multiplizierers abtrennen und Wechselspannungen (S'^der Kreisfrequenz des Peilempfänger-Ausgangssignals (S) zur Steuerung der Peilanzeige separieren.

2. Peiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Peilempfänger (E) als frequenzselektives Mittel ein nichtrekursives digitales Filter für Filtermultiplexbetrieb enthält, bei welchem zur Durchführung der Filterung die schnelle Fourier-Transformation (FFT, Fast-Fourier-Transform) vorgesehen ist

3. Peiler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die frequenzselektiven Mittel gleichzeitig mehrere getrennte Signale aus verschiedenen Frequenzkanälen liefern und daß der Peilempfänger mehrere den verschiedenen Frequenzkanälen entsprechende Ausgänge aufweist

Die Erfindung betrifft einen Peiler der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art. Ein derartiger Peiler ist beispielsweise aus der DE-PS 11 05 010 bekannt

Das Goniometer dieses bekannten Goniometerpeilers rotiert mit einer Kreisfrequenz o)r. Fällt eine ebene Welle

E ■ exp(Ju)t)

der Kreisfrequenz ω unter dem Azimut α ein, so ist das Ausgangssignal des Goniometers proportional zu
cos (Ot · cos (ωRt- λ),

d.h. die Peilinformation λ steckt in der Phase der Amplitudenmodulation mit der Kreisfrequenz o)r. Die Auswertung dieses Signals durch Demodulation und komplexe Multiplikation mit einem Trägersignal der gleichen Kreisfrequenz <wr ergeben sich Gleichspannungen, welche eine Peilanzeige steuern. Bei einem weiteren bekannten Peiler dieser Art, der in Rohde & Schwarz-Mitteilungen 11 (1958), S. 219 - 224 beschrieben ist, wird das rotierende Goniometer elektronisch simuliert und die Gleichspannungen werden zur Erzielung einer Strichanzeige in ihnen amplitudenproportionale Kippspannungen umgewandelt Diese bekannten Peiler ermöglichen lediglich die Auflösung nach einer Welle, fallen zwei Wellen mit unterschiedlichem Azimut gleichzeitig ein, so wird die Peilung der stärkeren Welle infolge der Trübung, d. h. einer mehr oder weniger starken Ausfüllung des Minimums bei

O)R ■ ί = Λ + -2~,

gestört, während die schwächere Welle ganz unterdrückt wird.

Man kann die Peiler einteilen nach der Anzahl der benötigten Peilkanäle in Ein- bis Dreikanalpeiler, nach der Anzahl gleichzeitig auflösbarer Wellen in Ein- und Mehrwellenpeiler und nach der Anzahl der gleichzeitig beobachtbaren Frequenzkanäle in herkömmliche Peiler für einen abstimmbaren Frequenzkanal und Vielfrequenzpeiler(Vielfrequenzkanal-Peiler) für viele simultan fest abgestimmte Frequenzkanäle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Peiler der eingangs genannten Art zu schaffen, der auch für Vielfrequenzbetrieb geeignet ist und der mit nur einem Peilkanal (pro Frequenz) die Mehrwellenkapazität des zwei- bzw. dreikanaligen Peilers nach Watson-Watt besitzt.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gegeben. Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.

Eine bevorzugte Ausgestaltungsform besteht darin, daß der Peilempfänger als frequenzselektives Mittel ein nichtrekursives digitales Filter für Filtermultiplexbetrieb enthält, bei welchem zur Durchführung der Filterung die schnelle Fourier-Transformation (FFT, Fast-Fourier-Transform) zur Anwendung kommt. Ein derartiges Filter mit linearem Phasengang und mit einer Durchlaßcharakteristik, die aus frequenzmäßig äquidistanten Bandpaßkurven konstanter Bandbreite bzw. aus Bandpaßkurven unterschiedlicher Bandbreite sowie beliebigen Abstandes besteht, ist bereits aus der DE-OS 22 62 652 bzw. der DE-OS 24 36 013 bekannt, und ist daher nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.

Eine sehr vorteilhafte Weiterbildungsform ist dadurch gegeben, daß der Peilempfänger zugleich für Horchzwecke verwendbar ist, da die Modulation der gepeilten Träger ungestört erhalten bleibt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für nur einen Frequenzkanal ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.

F i g. 1 zeigt blockschaltbildmäßig eine Anordnung mit einem Peilantennensystem AS, einem Goniometer G