DE2723746C2 - Single-channel direction finder - Google Patents
Single-channel direction finderInfo
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- DE2723746C2 DE2723746C2 DE19772723746 DE2723746A DE2723746C2 DE 2723746 C2 DE2723746 C2 DE 2723746C2 DE 19772723746 DE19772723746 DE 19772723746 DE 2723746 A DE2723746 A DE 2723746A DE 2723746 C2 DE2723746 C2 DE 2723746C2
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- G01S3/02—Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
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Description
Die Erfindung betriff», einen Einkanal-Peiler der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.The invention relates to a single-channel direction finder of the type specified in the preamble of claim 1.
Aus der DE-OS 24 32 905 ist ein Einkanal-Peiiempfänger bekannt, bei welchem in einer ersten Schaltphase ein mit der Ausgangszwischenfrequenz des Peilkanals freisohwingenuer Oszillator mit dem Signal der Hilfsantenne synchronisiert wird und in den nächsten beiden Schaltphasen Bezugsgröße zur Bestimmung der Phasenlagen der beiden Peilspannungen dient. Die Amplituden und Phasenlagen der Peilspannungen werden in Digitalspeichern gespeichert iJnd einem Rechner zugeführt, Durch die geforderte Phasenstabilität des freischwingenden Oszillators und die !Bestimmung der Phasenlagen wird die Anordnung verhältnismäßig aufwendig.From DE-OS 24 32 905 a single-channel Peiiempfänger is known, in which a first switching phase with the output intermediate frequency of the DF channel free-swinging oscillator with the signal from the auxiliary antenna is synchronized and in the next two switching phases reference variable for determining the phase positions of the serves both bearing voltages. The amplitudes and phase positions of the DF voltages are stored in digital memories stored iJnd fed to a computer, due to the required phase stability of the free-running oscillator and the! determination of the phase positions, the arrangement is relatively complex.
Die DE-PS 8 62 031 beschreibt eine einkanalige Peilanlage, bei welcher dir Ausgangsspannungen des gemeinsamen Peilkitnals über einen Demultiplexer auf Resonanzkreise mit geringem Dekrement geleitet werden. Zur Erfüllung de'- für Peilzwecke hohen Anforderungen an Phasen- und Amplitudenstabilität ist die Realisierung derartiger Resonanzkreise mit erheblichem Aufwand verbunden.DE-PS 8 62 031 describes a single-channel direction finding system in which you output voltages of the common Peilkitnals are routed to resonance circuits with a low decrement via a demultiplexer. To the The realization is the fulfillment of the high requirements for phase and amplitude stability for DF purposes Such resonance circles are associated with considerable effort.
Aus der OE-AS 12 26172 ist ein Peiler bekannt, bei welchem im gemeinsamen Verstärkerzweig durch Zusammenfassung der Peilspannungen mit der phasengedrehten Rundspannung die hochfrequente Phaseninformation in GleichsDannungspegel umgewandelt wird, die nach Zwischenspeicherung ein Peilsichtgerät ansteuern. Nachteilig daran sind die speziellen Anforderungen, dii an die Amplitudenverhältnisse von Peilspannungen und Rundspannung oder Ji die Verstärkungscharateristik gestellt werden.From OE-AS 12 26172 a direction finder is known, in which through in the common amplifier branch Combination of the DF voltages with the phase-rotated round voltage, the high-frequency phase information is converted into equal voltage levels which, after being temporarily stored, control a direction finding device. Disadvantages here are the special requirements that are placed on the amplitude ratios of DF voltages and Round voltage or Ji the gain characteristics can be provided.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Einkanal- Peiler der eingangs genannten Art zu schaffen, der möglichst wenig Aufwand erfordert und der in Verbindung mit einer Vielzahl verschiedener Peilantcnnensysteme verwendbar ist.The invention is based on the object of creating a single-channel direction finder of the type mentioned at the outset, which Requires as little effort as possible and in connection with a large number of different DF systems is usable.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Einkanal-Peiler mit den im Patentanspruch I angegebenen Merkmalen. Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Ausführungen der Erfindung.This object is achieved according to the invention by a single-channel direction finder with the features set out in claim 1 specified features. The subclaims contain advantageous embodiments of the invention.
Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß als Peilantennensystem eine Interferomcteranordnting mit drei in den Eckpunkten eines rechtwinkligen Dreiecks angeordneten, zwei Basen bildenden Einzelantennen vorgesehen ist, daß die Umschaltfolge der Umschalteinrichtung und die Abtastfolge der Abtasteinrichtung so gewählt sind, daß die Empfangsspannung der den beiden Basen gemeinsamen Einzelantenne jeweils zu den ίο Zeitpunkten /i, t\ +Jt, fi +3Jt und fi +4Jt, die Empfangsspannung der zweiten Einzelantenne der einen Basis zum Zeitpunkt fi + 2Jt und die Empfangsspannung der zweiten Einzelantenne der anderen Basis zum Zeitpunkt fi +5Jt abgetastet wird, wobei fi ein beliebiger Zeitpunkt und Jt der zeitliche Abstand zweier aufeinanderfolgender Abtastungen sind, und daß zur Ermittlung der Phasendifferenz zwischen den Empfangsspannungen der beiden Einzelantennen der einen Basis bzw. zwischen den Empfangsspannungen der beiden Einzelantennen der anderen Basis in der Auswerteeinrichtung die zu den Zeitpunkten fi und ti+2Jt gewonnenen Abtastwerte miteinander multiplizierbar und durch das Quadrat des zum Zeitpunkt f| + Jt bestimmten Abtastwerts dividierbar bzw. die zu den Zeitpunkten f| + 3At und t\ + 5/lt angefallenen Abtastwerte miteinander multiplizierbar und durch das Quadrat des zum Zeitpunkt fi + 4dt bestimmten Abtastwerts dividierbar sind.A preferred embodiment consists in that an interferometer arrangement is provided as the DF antenna system with three individual antennas arranged in the corners of a right triangle and forming two bases, that the switching sequence of the switching device and the scanning sequence of the scanning device are chosen so that the receiving voltage of the two bases common Individual antenna is sampled at times / i, t \ + Jt, fi + 3Jt and fi + 4Jt, the receiving voltage of the second individual antenna of one base at time fi + 2Jt and the receiving voltage of the second individual antenna of the other base at time fi + 5Jt where fi is an arbitrary point in time and Jt is the time interval between two successive scans, and that to determine the phase difference between the received voltages of the two individual antennas of one base or between the received voltages of the two individual antennas of the other base in the evaluation device, the z u at times fi and ti + 2Jt can be multiplied with one another and by the square of the at time f | + Jt of the determined sample value or those at the times f | + 3At and t \ + 5 / lt can be multiplied with each other and divided by the square of the sample determined at time fi + 4dt.
Eine vorteilhafte — weil mit weniger Abtastungen auskommende — Ausführungsform ist dadurch gegeben, daß bei Verwendung einer Interferometeranordnung mit drei in den Eckpunkten eines rechtwinkligen Dreiecks angeordneten, zwei Basen bildenden Einzelantennen als Peilantennensystem die Umschaltfolge der Umschalteinrichtung und die Abtastfolge der Abtasteinrichtung so gewählt sind, daß die Empfangsspannung der den beiden Basen gemeinsamen Einzelantenne jeweils zu den Zeitpunkten t\, t],+2J und fi +4Jf, die Empfangsspannung der zweiten Einzelantenne der einen Basis zum Zeitpunkt ii +Jt und die Empfangsspannung der zweiten Einzelantenne der anderen Basis zum Zeitpunkt ti+3Jt abtastbar sind, wobei fi ein beliebiger Zeitpunkt und Jt der zeitliche Abstand zweier aufeinanderfolgender Abtastungen sind; und daß zur Ermittlung der Phasendifferenz zwischen denEmpfangsspannungen der beiden Einzelantennen der einen Basis bzw. der beiden Einzelantennen der anderen Basis in der Auswerteeinrichtung der 7>im Zeitpunkt U +Jt gewonnene Abastwert durch die Wurzel aus dem Produkt der zu den Zeitpunkten t\ und t\ + 2Jt gewonnenen Abtastwerte dividierbar bzw. der zum Zeitpunkt fi +3Jt angefallene Abtastwert durch die Wurzel aus dem Produkt der zu den Zeitpunkten ii +2Jt und ii : AJt angefallenen Abtastwerte dividierbar ist.An advantageous - because with fewer scans coming - embodiment is given that when using an interferometer arrangement with three in the corners of a right triangle arranged, two bases forming individual antennas as the DF antenna system, the switching sequence of the switching device and the scanning sequence of the scanning device are chosen so that the Reception voltage of the individual antenna common to the two bases at times t \, t], + 2J and fi + 4Jf, the reception voltage of the second individual antenna of one base at time ii + Jt and the reception voltage of the second individual antenna of the other base at time ti + 3Jt can be scanned , where fi is any point in time and Jt is the time interval between two successive scans ; and that in order to determine the phase difference between the receiving voltages of the two individual antennas of one base or of the two individual antennas of the other base in the evaluation device, the sample value obtained at the time U + Jt by the square root of the product of the times t \ and t \ + 2Jt can be divided or the sampling value obtained at the point in time fi + 3Jt can be divided by the square root of the product of the sampling values obtained at the points in time ii + 2Jt and ii: AJt .
Bei einer für mobile Zwecke besonders geeigneten Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Peilantennensystem als Interferometeranordnung mit vier in den Eckpunkten eines Quadrats oder einer Raute angeordneten, zwei Basen bildenden Einzelantennen ausgebildet ist, daß die Umschaltfolge der Umschalteinrichtung und die Abtastfolge der Abtasteinrichtung so gewählt sind, daß die Empfangsspannung der einen Einzelantenne der einen Basis zu den Zeitpunkten f, und f| +Jt. die Empfangsspannung der anderen Einzelantenne dieser Basis zum Zeitpunkt t\+2Jt, die Empfangsspannung der einen Einzelantenne der anderen Basis zu den Zeitpunkten ii +3Ji und ii +4Ji und die Empfangsspannung der anderen Einzeiantenne der anderen Basis zum Zeitpunkt fi + 5dt abtastbar sind, wobei t\ ein beliebiger Zeitpunkt und Ji der zeitliche Abstand zweier aufeinanderfolgender Abtastungen sind, und daß zur Ermittlung der Phasendifferenz zwischen den Empfangsspannungen der Einzelantennen der einen Basis bzw. der Einzelantennen der anderen Basis in der Auswerteeinrichtung die zu den Zeitpunkten Λ und /ι + tJt gewonnenen Abtastwerte miteinander multiplizierbar und durch das Quadrat des zum Zeitpunkt t\ +Jt gewonnenen Abtastwerts dividierbar bzw. die zu den Zeitpunkten I1 +3Jt und t\+5Jt angefallenen Abtastwerte miteinander multiplizierbar und durch das Quadrat des zum Zeitpunkt t\ +4Jt angefallenen Abtastwertes dividierbar sind.In an embodiment particularly suitable for mobile purposes, it is provided that the DF antenna system is designed as an interferometer arrangement with four individual antennas that are arranged in the corner points of a square or a rhombus and form two bases, that the switching sequence of the switching device and the scanning sequence of the scanning device are selected so that the reception voltage of one single antenna of one base at times f 1 and f | + Jt. the received voltage of the other single antenna of this base at time t \ + 2Jt, the received voltage of one single antenna of the other base at times ii + 3Ji and ii + 4Ji and the received voltage of the other single antenna of the other base at time fi + 5dt can be sampled , with t \ is any point in time and Ji is the time interval between two successive scans, and that in order to determine the phase difference between the received voltages of the individual antennas of one base or the individual antennas of the other base in the evaluation device, those obtained at times Λ and / ι + tJt Samples can be multiplied with one another and divided by the square of the sample obtained at time t \ + Jt or the samples taken at times I 1 + 3Jt and t \ + 5Jt can be multiplied together and divided by the square of the sample taken at time t \ + 4Jt are.
Eine weitere für mobile Zwecke besonders gut geeignete Ausführungsform erhält man dadurch, daß das Peilantennensystem als Interferometeranordnung mit vier in den Eckpunkten eines Quadrats oder einer Raute angeordneten, zwei Basen bildenden Einzelantennen ausgebildet ist, daß die Umschaltfolge der Umschaiteinrichtung und die Abtastfolge der Abtasteinrichtung so gewählt sind, daß die Empfangsspannung der einen Einzelantenne der einen Basis zu den Zeitpunkten ii und fi +2Jt, die Empfangsspannung der anderen Einzelantenne dieser Basis zum Zeitpunkt fi +Jt, die Empfangsspannung der einen Einzelantenne der anderen Basis ι den Zeitpunkten ti und 3Jt und ii +5Jt und die Empfangsspannung der anderen Einzeiantenne der anderen Basis zum Zeitpunkt ii +4Jt abtastbar sind, wobei ft ein beliebiger Zeitpunkt und Jt der zeitliche Abstand zweier aufeinanderfolgender Abtastungen sind, und daß zur Ermittlung der Phasendifferenz zwischen den Empfangsspannungen der Einzelantennen der einen Basis bzw. der Einzelantennen der anderen Basis in der Auswerteeinrichtung der zum Zeitpunkt ii +Jt gewonnene Abtastwert durch die Wurzel aus dem Produkt der zu den Zeitpunkten Λ und i; + 2Jt bestimmten Abtastwerte dividierbar bzw. der zum Zeitpunkt ii +4Jt angefallene Abtastwert durch die Wurzel aus dem Produkt der zu den Zeitpunkten ti+3Jt und fj +5Jt gewonnenen Abtastwerte dividierbar istAnother embodiment particularly well suited for mobile purposes is obtained in that the DF antenna system is designed as an interferometer arrangement with four individual antennas forming two bases, arranged in the corners of a square or diamond, so that the switching sequence of the switching device and the scanning sequence of the scanning device are selected that the receiving voltage of one individual antenna of one base at times ii and fi + 2Jt, the receiving voltage of the other individual antenna of this base at time fi + Jt, the receiving voltage of one individual antenna of the other base at times ti and 3Jt and ii + 5Jt and the received voltage of the other single antenna of the other base can be sampled at time ii + 4Jt , where ft is any point in time and Jt is the time interval between two successive samples, and that to determine the phase difference between the received voltages of the individual antennas of one base or the Ei individual antennas of the other base in the evaluation device the sample value obtained at time ii + Jt by the square root of the product of the values at times Λ and i; + 2Jt determined sampling values or the sampling value obtained at time ii + 4Jt can be divided by the square root of the product of the sampling values obtained at times ti + 3Jt and fj +5 Jt
Eine einige Abtastungen mehr erfordeiTide Ausführungsform besteht darin, daß das Peilantennensystem als Interferometeranordnung mit vier in den Eckpunkten eines Quadrats oder einer Raute angeordneten, zwei Basen bildenden Einzelantennen ausgebildete ist, daß die Umschaltfolge der Umschalteinrichtung und die Abtastfolge der Abtasteinrichtung so gewählt sind, daß die Empfangsspannung der einen Einzeiantenne der einen Basis zu den Zeitpunkten t\, t\ +Jt und fi +3Jt, die Empfangsspannung der anderen Einzeiantenne dieser Basis zum Zeitpunkt t\+2Jt, die Empfangsspannung der einen Einzeiantenne der anderen Basis zu den Zeitpunkten ii +4Ji1 ti +jJi und fi +7Ji und die Empfangsspannung der anderen Einzeiantenne der anderen Basis zum Zeitpunkt fi +6Jt abtastbar sind, wobei fi ein beliebiger Zeitpunkt und Jt der zeitliche Abstand zweier aufeinanderfolgender Abtastungen sind, und daß zur Ermittlung der Phasendifferenz zwischen den Empfangs-A few more scans required is that the DF antenna system is designed as an interferometer arrangement with four individual antennas that are arranged in the corners of a square or a diamond and form two bases, that the switching sequence of the switching device and the scanning sequence of the scanning device are chosen so that the receiving voltage of one single antenna of one base at times t \, t \ + Jt and fi + 3Jt, the reception voltage of the other single antenna of this base at time t \ + 2Jt, the reception voltage of one single antenna of the other base at times ii + 4Ji 1 ti + jJi and fi + 7Ji and the received voltage of the other single antenna of the other base can be sampled at the point in time fi + 6Jt , where fi is any point in time and Jt is the time interval between two successive samplings, and that to determine the phase difference between the received
/ tu/ do
spannungen der Einzelantennen der einen Basis bzw. der Einzelantennen der anderen Basis in der Auswerteeinrichtung die /u den Zeitpunkten fi +At und i| +2At gewonnenen Abtastwerte miteinander multiplizierbar und durch das Produkt der zu den Zeitpunkten fi und /| +3At gewonnenen Abtastwerte dividierbar bzw. die zu den Zeitpunkten t\ +5At und t, +6At angefallenen Abtastwerte miteinander multiplizierbar und durch das Produkt der zu den Zeitpunkten t\ + AAt und t\ + TAt angefallenen Abtastwerte dividierbar sind.voltages of the individual antennas of one base or of the individual antennas of the other base in the evaluation device the / u the times fi + At and i | + 2At obtained samples can be multiplied with each other and by the product of the times fi and / | + 3At can be divided or the samples obtained at times t \ + 5At and t, + 6At can be multiplied with one another and divided by the product of the samples obtained at times t \ + AAt and t \ + TAt .
Eine bevorzugte Ausführungsform, bei der die ermittelten Peilfunktionen bereits den Azimut und die Elevation beinhalten, ist dadurch gegeben, daß bei Verwendung eines Adcocksystems als Peilantennensystem die Umschaltfolge der Umschalteinrichtung und die Abtastfolge der Abtasteinrichtung so gewählt sind, daß die um 90 in der Phase gedrehte ungerichtete Empfangsspannung vom Summenausgang des Adcocksystem zu den Zeitpunkten ii, i, +At, t\ +3At und t\ +AAt, die Peilspannung von dem einen Differenzausgang des Adcocksystems zum Zeitpunkt /1 +2At und die Peilspannung vom anderen Differenzausgang des Adcocksystems zum Zeitpunkt I1 + 5At abtastbar sind, wobei t\ ein beliebiger Zeitpunkt und At der zeitliche Abstand zweier aufeinanderfolgender Abtastungen sind, und daß zur Ermittlung einer dem Sinus des Azimuts und dem Kosinus der Elevation bzw. dem Kosinus des Azimuts und dem Kosinus der Elevation proportionalen Spannung in der Auswerteeinrichtung die zu den Zeitpunkten i, und /, +2At gewonnenen Abtastwerte miteinander multiplizierbar und durch das Quadrat des zum Zeitpunkt fi +At gewonnenen Abtastwerts dividierbar bzw. die zu den Zeitpunkten fi + 3At und f| + 5At angefallenen Abtastwerte miteinander multiplizierbar und durch das Quadrat des zum Zeitpunkt ii + AAt angefallenen Abtastwerts dividierbar sind.A preferred embodiment, in which the determined bearing functions already contain the azimuth and elevation, is given that when using an Adcock system as the bearing antenna system, the switching sequence of the switching device and the scanning sequence of the scanning device are chosen so that the undirected, rotated by 90 in phase Received voltage from the total output of the Adcock system at times ii, i, + At, t \ + 3At and t \ + AAt, the bearing voltage from one differential output of the Adcock system at time / 1 + 2At and the bearing voltage from the other differential output of the Adcock system at time I. 1 + 5At can be scanned , where t \ is any point in time and At is the time interval between two successive scans, and that for determining a voltage in proportional to the sine of the azimuth and the cosine of the elevation or the cosine of the azimuth and the cosine of the elevation the evaluation device obtained at times i, and /, + 2At en sample values can be multiplied with one another and divided by the square of the sample value obtained at time fi + At or that at times fi + 3At and f | + 5At accumulated sampling values can be multiplied with one another and divided by the square of the sampling value accumulated at time ii + AAt.
Eine vorteilhafte — weil weniger Abtastungen erfordernde — Ausführungsform derselben Art besteht darin, daß das Peiiantennensystem als Adcocksystem ausgebildet ist, daß die ümschaittoige der Uiiischuiteiiirichiüng iü und die Abtastfolge der Abtasteinrichtung so gewählt sind, daß die um 9ü° in der Phase gedrehte ungerichtete Empfangsspannung vom Summenausgang des Adocksystems zu den Zeitpunkten t\, t\ +2At und t\ +AAt, die Peilspannung von dem einen Differenzausgang des Adcocksystems zum Zeitpunkt f| +At und die Peilspannung vom anderen Differenzausgang des Adcocksystems zum Zeitpunkt fi +3At abtastbar sind, wobei fi ein beliebiger Zeitpunkt und At der zeitliche Abstand zweier aufeinanderfolgender Abtastungen sind, und daß zur Ermittiung einer dem Sinus des Azimuts und dem Kosinus der Elevation bzw. dem Kosinus des Azimuts und dem Kosinus der Elevation proportionalen Spannung in der Auswerteeinrichtung der zum Zeitpunkt f| +At gewonnene Abtastwert durch die Wurzel aus dem Produkt der zu den Zeitpunkten r, und t\+2At gewonnenen Abtastwerte dividierbar bzw. der zum Zeitpunkt t\+3At angefallene Abtastwert durch die Wurzel aus dem Produkt der zu den Zeitpunkten f|+2z/rund t, + AAt angefallenen Abtastwerte dividierbar ist.An advantageous embodiment of the same type, because less scanning is required, consists in the fact that the pilot antenna system is designed as an Adcock system, that the overlapping of the Uiiischuiteiiirichiüng iü and the scanning sequence of the scanning device are chosen so that the non-directional received voltage from the sum output, rotated by 90 ° in phase of the Adock system at times t \, t \ + 2At and t \ + AAt, the bearing voltage of the one differential output of the Adcock system at time f | + At and the bearing voltage from the other differential output of the Adcock system at time fi + 3At can be sampled , where fi is any point in time and At is the time interval between two successive samples, and that for determining one the sine of the azimuth and the cosine of the elevation or the The voltage proportional to the cosine of the azimuth and the cosine of the elevation in the evaluation device at the time f | + At can be divided by the root of the product of the samples obtained at times r and t \ + 2At or the sample obtained at time t \ + 3At by the root of the product of the values at times f | + 2z / around t, + AAt accumulated samples can be divided.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform besteht in einer Anordnung wie beschrieben, wobei die Adcockantenne durch einen Kreuzrahmen ersetzt wird. Einige günstige Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.Another preferred embodiment consists in an arrangement as described, wherein the Adcock antenna is replaced by a cross frame. Some favorable embodiments are in the drawing and are explained in more detail below.
Fig. 1 zeigt blockschaltbildmäßig eine Anordnung mit einem Peilantennensystem A, einer Umschalteinrichtung U, einem einkanaligen Empfänger E, einer Abtasteinrichtung AT, einer Auswerteeinrichtung AE — beispielsweise einem Rechner — und einer Anzeigevorrichtung AZ. Die konstante Abtastfolge der Abtasteinrichtung ,47"ist der Umschaltfolge der Umschalteinrichtung U angepaßt. Die Umschaltfolge wird in Abhängigkeit vom jeweils verwendeten Peüariter.nensysteni A gewählt.1 shows in a block diagram an arrangement with a DF antenna system A, a switching device U, a single-channel receiver E, a scanning device AT, an evaluation device AE - for example a computer - and a display device AZ. The constant scanning sequence of the scanning device 47 "is adapted to the switching sequence of the switching device U. The switching sequence is selected as a function of the respective Peüariter.nensysteni A used .
F i g. 2a zeigt ein Beispiel für das Peilantennensystem A. Es handelt sich um eine Kleinbasis-lnterferometeranordnung mit drei in den Eckpunkten eines gleichschenklig-rechtwinkligen Dreiecks angeordneten Einzelantennen I bis 3, die zwei Basen B\ und Bi bilden. Der Umschalt- und Abtastrhythmus v.ird beispielsweise wie folgt gewählt:F i g. 2a shows an example of the DF antenna A. It is a small base lnterferometeranordnung with three in the corner points of an isosceles right-angled triangle arranged individual aerials I to 3, which form two bases B \ and Bi. The switching and sampling rhythm v. Is selected as follows, for example:
Abtastzeitpunkt abgelastete Einzelantenne AbtastwertSampling time sampled single antenna Sampled value
f, 1 e"·"' f, 1 e "·"'
ti+At l eM'.+Ji; ti + At l e M '. + Ji;
t\+2At 2 QUi^t, *-υο-*-ψ2 t \ + 2At 2 QUi ^ t, * -υο - * - ψ2
t,+3At 1 e*4i, + uo jo t, + 3At 1 e * 4i, + uo jo
t,+AAt 1 eM<i*«J'; t, + AAt 1 e M <i * «J ';
t,+5At 3 eMfi + sJtf+v. t, + 5At 3 eMfi + sJtf + v.
Hierbei sind tt ein beliebiger Zeitpunkt, At der zeitliche Abstand zweier aufeinanderfolgender Abtastungen (z. B. 1 msec), ω die Kreisfrequenz des empfangenen Signals und gn bzw. g^ die Phasendifferenz zwischen den Empfangsspannungen der Einzelantennen 1 und 2 bzw. I und 3. Zur Bestimmung der Phasendifferenz ψ2 bzw. φ$ wird das Produkt der zu den Abtastzeitpunkten fi und fi + 2At angefallenen Abtastwerte durch das Quadrat des zum Zeitpunkt t\+At gewonnenen Abtastwertes dividiert, wobei die Peilfunktion e^ übrig bleibt, bzw. das Produkt der zu den Zeitpunkten t\+3At und U +5At gewonnenen Abtastwerte durch das Quadrat des zum Zeitpunkt t\+AAt angefallenen Abtastwertes dividiert, wodurch die Peilfunktion e·^ separiert wird. Da das Interferometer eine kleine Basis hat, sind die Phasendifferenzen gn und φ^ aus den Peilfunktionen evi und e"r> eindeutig bestimmbar. Aus den Phasendifferenzen gn und jP3 werden in der Auswerteeinrichtung AE auf die übliche Art der Azimut und die Elevation des empfangenen Signals ermittelt, die dann in der Anzeigevorrichtung AZ zur Anzeige kommen. Die Peilzeit kann den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden. Es werden sechs Abtastungen benötigt (drei pro Basis), was beispielsweise eine Zeit von insgesamt 6 msec, in Anspruch nimmt Bereits nach weiteren 6 bis 10 msec Rechenzeit z. B. liegen ein Azimut- und ein Elevationswert vor. Die Genauigkeit der Peilergebnisse kann durch Integration oder Panoramaauswertung gesteigert werden.Here, t t is any point in time, At the time interval between two successive scans (e.g. 1 msec), ω the angular frequency of the received signal and gn or g ^ the phase difference between the received voltages of the individual antennas 1 and 2 or I and 3. To determine the phase difference ψ2 or φ $ , the product of the samples obtained at the sampling times fi and fi + 2At is divided by the square of the sampling value obtained at the time t \ + At , with the bearing function e ^ remaining or that Product of the sampled values obtained at times t \ + 3At and U + 5At divided by the square of the sampled value obtained at time t \ + AAt , whereby the bearing function e · ^ is separated. Since the interferometer has a small base, the phase differences gn and φ ^ can be clearly determined from the bearing functions evi and e "r> . From the phase differences gn and jP3, the azimuth and elevation of the received signal are generated in the usual way in the evaluation device AE which are then displayed in the display device AZ . The bearing time can be adapted to the respective requirements. Six scans are required (three per base), which takes a total of 6 msec, for example. Already after a further 6 to 10 msec computing time, for example, an azimuth and an elevation value are available The accuracy of the bearing results can be increased through integration or panorama analysis.
Bei Verwendung einer Interferometeranordnung gemäß F i g. 2a ist auch folgender Umschalt- und Abtastrhythmus möglich, der vorteilhafterweise sogar eine Abtastung weniger erf rdert:When using an interferometer arrangement according to FIG. 2a is also the following switching and sampling rhythm possible, which advantageously even requires one less scan:
abgetastete Einzelantennescanned single antenna
U +AtU + At tt+2Jtt t + 2 yrs t\+3Jtt \ + 3y
eMd +Jl)+I QtOl(Iy +2Jt) gW(j(/i + }/1l) (-qU,j(i, +4Jl) e Md + Jl) + I QtOl (Iy + 2Jt) gW (j (/ i + } / 1l) (- qU, j (i, + 4Jl)
Zur Bestimmung der Phasendifferenz φι und g^ wird in diesem Fall der zum Zeitpunkt f| +Jt gewonnene Abtastwert durch die Wurzel aus dem Produkt der zu den Zeitpunkten fi und fi + 2Jt gewonnenen \btastwerte dividiert, wobei die Peilfunktion e'»1' entsteht, bzw. der zum Zeitpunkt ft + 3Jt angefallene Abtaslwert durch die Wurzel aus dem Produkt der zu den Zeitpunkten fi +2Jt und fi +4Jt angefallenen Abtastwerte dividiert, wobei die Peilfunktion e'w erzeugt wird. Da die Abtastfolge hier sowohl mit einer Abtastung der Einzelantenne 1 beginnt als auch endet, läßt sich bei zwei oder mehr unmittelbar aufeinanderfolgenden Abtastfolgen zusätzlich jeweils eine weitere Abtastung einsparen, indem der letzte Abtastwert der vorangehenden Abtastfolge jeweils zugleich als erster Abtastwert der nachfolgenden Abtastfolge verwendet wird.To determine the phase difference φι and g ^ in this case, the time f | + Jt divided by the root of the product of the samples obtained at times fi and fi + 2Jt, resulting in the bearing function e '» 1 ', or the sampled value at time ft + 3Jt by the root of the product divided by the sampled values occurring at the times fi + 2Jt and fi + 4Jt , the bearing function e'w being generated. Since the scanning sequence begins and ends with a scanning of the individual antenna 1, two or more consecutive scanning sequences can also save a further scanning by using the last scanning value of the preceding scanning sequence as the first scanning value of the following scanning sequence.
Bei einem mobilen Einkanal-Peiler muß die Interferometeranordnung beispielsweise auf einem LKW-Dach
angebracht werden. In diesem Fall ist eine symmetrische Quadrat- oder Rautenanordnung von vier Einzelantennen
sinnvoll, bei der die eine Quadrat- bzw. Rautendiagonale der Fahrzeuglängsachse entspricht.
Fig. 2b zeigt eine solche Interferometeranordnung mit vier in den Eckpunkten eines Quadrats angeordneten,
zwei Basen Si und Bi bildenden Einzeiantennen 1 bis 4. In diesem Fall ist beispielsweise folgender Umschalt- und
Abtastrhythmus zweckmäßig:In the case of a mobile single-channel direction finder, the interferometer arrangement has to be mounted on the roof of a truck, for example. In this case, a symmetrical square or diamond arrangement of four individual antennas makes sense, in which one square or diamond diagonal corresponds to the longitudinal axis of the vehicle.
2b shows such an interferometer arrangement with four single antennas 1 to 4 arranged in the corner points of a square and forming two bases Si and Bi . In this case, for example, the following switching and scanning rhythm is appropriate:
fifi
U+Jt ti+2Jt t{+3JtU + Jt ti + 2Jt t { + 3Jt
U + 5JtU + 5y
abgetastete Einzelamennesampled single names
1I +Jt) 1 I + Jt)
■ι * Ut) < V:■ ι * Ut) <V:
Zur Bestimmung der Phasendifferenz φι bzw. grj (wobei <P5 = {f" — qf ist) wird dann das Produkt der zu den Zeitpunkten fi und fl +2At angefallenen Abtastwerte durch das Quadrat des zum Zeitpunkt /ι +Jt gewonnenen Abtastwerts dividiert, wodurch die Peilfunktion e^.· ermittelt wird. bzw. das Produkt der zu den Zeitpunkten t\+3Jt und t\+5Jt gewonnenen Abtastwerte durch das Quadrat des zum Zeitpunkt ti+4Jt angefallenen Abiastwerts dividiert, wobei die Peilfunktion e'"'1 entsteht.To determine the phase difference φι or grj (where <P5 = {f " - qf )) the product of the samples obtained at times fi and fl + 2At is then divided by the square of the sample obtained at time / ι + Jt , whereby locks the bearing e ^. * is determined. and the product of t at time points \ + 3JT and t \ + 5JT of divided samples obtained by the square at the time ti + 4JT incurred Abiastwerts, wherein locks the bearing e '''1 is produced .
Die Interferometeranordnung nach F i g. 2b ermöglicht auch folgende Abtastfolge:The interferometer arrangement according to FIG. 2b also enables the following scanning sequence:
abgetastete Einzelantennescanned single antenna
AbtastwenScanning
fifi
t\+Jtt \ + Jt U+2JtU + 2y t\+3Jtt \ + 3y t\+4Jtt \ + 4Yt
1 2 1 31 2 1 3
4 34 3
1 +Ut) 1 + Ut)
Zur Bestimmung der Phasendifferenz φι bzw. g^ {g>i = gf'—gf) wird hierbei der zum Zeitpunkt fi +Jt gewonnene Abtastwert durch die Wurzel aus dem Produkt der zu den Zeitpunkten fi und fi +2Jt gewonnenen Abtastwerte dividiert wobei die Peilfunktion e** ermittelt wird, bzw. der zum Zeitpunkt fi +4Jt angefallene Abtastwert durch die Wurzel aus dem Produkt der zu den Zeitpunkten ti+3Jt und U+5Jt angefallenen Abtastwerte dividiert wobei die Peilfunktion e*1' ermittelt wird.To determine the phase difference φι or g ^ {g> i = gf'-gf) , the sampling value obtained at time fi + Jt is divided by the square root of the product of the sampling values obtained at times fi and fi + 2Jt, the bearing function e ** is determined, or the sampling value obtained at time fi + 4Jt is divided by the square root of the product of the sampling values obtained at times ti + 3Jt and U + 5Jt, the bearing function e * 1 'being determined.
Fofgende Abiastfolge bei Verwendung einer Interferometeranordnung gemäß F i g. 2b erfordert einige Abtastungen mehr:The following sequence of scans when using an interferometer arrangement according to FIG. 2b requires some scans more:
abgetastete Einzelantenne Abtastwertsampled single antenna sampled value
i +2Jt/ i + 2Jt / , +ijt), + ijt)
Die Phasendifferenz p>2 bzw. ?>j wird in diesem Fall durch Division des Produkts der zu den Zeitpunkten f| + Jf und /1 +2Jf gewonnenen Abtastwerte durch das Produkt der zu den Zeitpunkten fi und fi +3Jf angefallenen Abtastwerte bestimmt, wobei Peilfunktion e'^·· entsteht, bzw. durch Division des Produkts der zu den Zeitpunkten f|+5Jf und fi+6Jf gewonnenen Abtastwerte durch das Produkt der zu den Zeitpunkten fi+4Jf und fi + 7 Jf angefallenen Abtastwerte, wobei die Peilfunktion e1" entsteht.The phase difference p> 2 or?> J is calculated in this case by dividing the product of the at the times f | + Jf and / 1 + 2Jf is determined by the product of the samples obtained at times fi and fi + 3Jf, resulting in the bearing function e '^ ··, or by dividing the product of the samples at times f | + 5Jf and fi + 6Jf obtained by the product of the sampled values obtained at the times fi + 4Jf and fi + 7 Jf, the bearing function e 1 "being produced.
Cs ist natürlich nicht notwendig, als Pcüsnterinensysiern A eins !p.'.erferorr.e'.eranordnung vorzuseh?n Rri Verwendung eines Adcocksystems (dasselbe gilt für einen Kreuzrahmen) werden mittels der Anordnung gemäß Fig. 1 da;. — um 90° in der Phase gedrehte — ungerichtete Signal vom Summenausgang und die beiden Peilsignale von den zwei Differenzausgängen des Adcocksystems in ähnlicher Weise im Zeitmultiplex einzeln im Empfänger £ verstärkt und in der Abtasteinrichtung A T abgetastet. Die komplexen Spannungswerte, die dann dem Rechner (Auswerteeinrichtung AE)a\s Abtastwerte zugeführt werden, lauten:Cs is of course not necessary, as one Pcüsnterinensysiern A p!. '. Erferorr.e'.eranordnung orzuseh v? N Rri using a Adcocksystems (the same applies to a cross frame) by means of the arrangement according to FIG. 1 as ;. - Rotated by 90 ° in phase - non-directional signal from the sum output and the two bearing signals from the two differential outputs of the Adcock system in a similar manner in time multiplex individually amplified in the receiver £ and scanned in the scanning device AT. The complex voltage values which are then fed to the computer (evaluation device AE) as samples are:
Abtastzeitpunkt abgetasteter Adcockausgang AbtastwertSampling time sampled Adcock output Sampling value
f, Summenausgang V-A- e'""1 f, sum output VA e '"," 1
/i+Jf Summenausgang V ■ A - e^h+JO j0 / i + Jf sum output V ■ A - e ^ h + JO j0
fi +2Jf Differenzausgang 1 A ■ sin« · cosf ■ e»"<''+2J"fi + 2Jf differential output 1 A ■ sin «· cosf ■ e» "<'' + 2J "
f,+3Jf Summenausgang V-A- e'"*'< + iJt) f, + 3Jf sum output VA- e '"*'< + iJ t)
fi+4Jr Summenausgang V-A- cia<'<*AJ'> fi + 4Jr sum output VA- c ia <'<* AJ '>
fi+5Jf Differenzausgang 2 A · cos« · cost · e"l<'' + 5-''''fi + 5Jf differential output 2 A · cos «· cost · e" l <'' + 5 - ''''
Hierbei sind Kein Verstärkungsfaktor, A die Amplitude, «der Azimut und ε die Elevation. Im Rechner erhält man durch Division des Produkts der zu den Zeitpunkten f| und fi + 2Jf gewonnenen Abtastwerte durch dasNo gain factor, A is the amplitude, «is the azimuth and ε is the elevation. In the computer, by dividing the product of the times f | and fi + 2Jf obtained samples by the
_ - . . ■ . r» ·ιί 1 · 5ΪΠΛ ■ COS , , ,_ -. . ■. r »· ιί 1 · 5ΪΠΛ ■ COS,,,
Quadrat des zum Zeitpunkt fi+z/f gewonnenen ADtasiweris eine cfsic Peiifuniciiun y and durchSquare of the ADtasiweris obtained at the point in time fi + z / f a cfsic Peiifuniciiun y and through
Division des Produkts der zu den Zeitpunkten /| + 3Ji und fi + 5Jf angefallenen Abtanwerte durch das Quadrat des zum Zeitpunkt fi +4Ji angefallenen Abtastwerts eine zweite Peilfunktion ρ . Durch Division derDivision of the product of the times / | + 3Ji and fi + 5Jf accrued defensive values through the square of the sample obtained at time fi + 4Ji, a second bearing function ρ. By dividing the
beiden Peilfunktionen bestimmt der Rechner tan« und damit den Azimut, durch Addition der Quadrate der beiden Peilfunktionen wird cos2f und damit die Elevation ermittelt.Both bearing functions are determined by the computer tan «and thus the azimuth. By adding the squares of the two bearing functions, cos 2 f and thus the elevation are determined.
Bei Verwendung eines Adcocksystems (oder Kreuzrahmensystems) ist folgende Umschalt- und Abtasu'olge möglich, wobei vorteilhafterweise eine Abtastung eingespart wird:If an Adcock system (or cross frame system) is used, the following switchover and abortion sequence is required possible, whereby one scanning is advantageously saved:
Abtastzeitpunkt abgetasteter Adcockausgang AbtastwertSampling time sampled Adcock output Sampling value
fi Summenausgang VA- ea"> fi sum output VA- e a ">
f, +Jf Differenzausgang 1 Λ ■ sin« ■ cos£ ■ e"<''+J'^ x f, + Jf differential output 1 Λ ■ sin «■ cos £ ■ e"<'' + J '^ x
t,+Zdt Summenausgang V- A ■ e^+uo t, + Zdt sum output V- A ■ e ^ + uo
fi +3Jf Differenzausgang 2 A ■ cos« · cose · e'Vt*i''+3J'<1 fi + 3Jf differential output 2 A ■ cos «· cose · e ' Vt * i '' + 3J '< 1
ii+4Ji Summenausgang γ · A ■ e"*1'+*·1') ii + 4Ji sum output γ · A ■ e "* 1 '+ * · 1 ')
Durch Division des zum Zeitpunkt f! +Jf gewonnenen Abtastwerts durch die Wurzel aus dem Produkt der zuBy dividing the time f! + Jf of the sample obtained by the square root of the product of the to
den Zeitpunkten ti und fi + 2Jf gewonnenen Abtastwerte erhält man hier die erste Peilfunktion y undThe sampling values obtained at the times ti and fi + 2Jf are obtained here the first bearing function y and
durch Division des zum Zeitpunkt i+3Jf angefallenen Abtastwerts durch die Wurzel aus dem Produkt der zuby dividing the sample value obtained at the time i + 3Jf by the square root of the product of the zu
den Zeitpunkten fi +2Jf und fi +4Jf angefal'.enen Abtastwerte die zweite Peilfunktion y . Bei zwei The second bearing function y occurs at the times fi + 2Jf and fi + 4Jf. At two
oder mehr unmittelbar aufeinanderfolgenden Abtastfolgen ist hier ebenfalls eine Einsparung von jeweils einer weiteren Abtastung pro Folge möglich.or more consecutive scanning sequences is also a saving of one in each case further scanning possible per sequence.
Bei höheren Frequenzen können die Dipole ohne weiteres durch Richtantennen mit Gewinn ersetzt werden. Vorteilhafterweise kann dann auf die zweite Basis verzichtet und damit die Anzahl der notwendigen Abtastungen um bis zu 50% reduziert werden. Bei Verwendung einer Interferometeranordnung als Feilantennensystem ist eine Erweiterung zum Großbasisbetrieb möglich. Außerdem besteht die Möglichkeit des Mithörens während des Peilvorgangs.At higher frequencies, the dipoles can easily be replaced by directional antennas with profit. The second base and thus the number of necessary scans can then advantageously be dispensed with can be reduced by up to 50%. When using an interferometer arrangement as a file antenna system an expansion to a large base operation is possible. There is also the possibility of listening in during of the bearing process.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (9)
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19772723746 DE2723746C2 (en) | 1977-05-26 | 1977-05-26 | Single-channel direction finder |
Publications (2)
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DE2723746A1 DE2723746A1 (en) | 1978-12-07 |
DE2723746C2 true DE2723746C2 (en) | 1985-07-25 |
Family
ID=6009904
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DE19772723746 Expired DE2723746C2 (en) | 1977-05-26 | 1977-05-26 | Single-channel direction finder |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3528127A1 (en) * | 1985-08-06 | 1987-02-12 | Licentia Gmbh | Method for determining direction-finding components in an interferometer arrangement and receiver for carrying out the method |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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GB0316402D0 (en) | 2003-07-12 | 2003-08-13 | Qinetiq Ltd | Direction finding |
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DE862031C (en) * | 1943-03-31 | 1953-01-08 | Telefunken Gmbh | DF system |
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DE2432905C3 (en) * | 1974-07-09 | 1985-06-20 | Maximilian Dr. 2430 Sierksdorf Wächtler | Single-channel direction finder |
-
1977
- 1977-05-26 DE DE19772723746 patent/DE2723746C2/en not_active Expired
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DE3528127A1 (en) * | 1985-08-06 | 1987-02-12 | Licentia Gmbh | Method for determining direction-finding components in an interferometer arrangement and receiver for carrying out the method |
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Publication number | Publication date |
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DE2723746A1 (en) | 1978-12-07 |
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Legal Events
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |