DE2743286A1 - Automatic radio location by repeated measurement process - involving continual signal averaging and standard deviation evaluation and using final mean as direction value - Google Patents

Automatic radio location by repeated measurement process - involving continual signal averaging and standard deviation evaluation and using final mean as direction value

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DE2743286A1 DE19772743286 DE2743286A DE2743286A1 DE 2743286 A1 DE2743286 A1 DE 2743286A1 DE 19772743286 DE19772743286 DE 19772743286 DE 2743286 A DE2743286 A DE 2743286A DE 2743286 A1 DE2743286 A1 DE 2743286A1
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Abstract

The method and device are for automatic direction location by measuring direction and sign are designed for lower operating cost than rotating loop location devices. The result is presented digitally as an angle and sign. The location antenna carries out several sweeps corresp. to a given number of single locations, for each measurement the mean and standard deviation are computed. The final mean value is used as the direction value and the standard deviation used as an acceptability criterion for the measurement. The calculator stage (6) uses four functions, the sum of the individual angles, the mean angle, the standard deviation S(n) and the number of values (n).

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Method and device for

automatischen Peilen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Peilen durch Richtungs-und Seitenbestimmung sowie einen automatischen Peiler nach Art eines Einkanalpeilers mit rotierender Rahmen- oder Ferritantenne zur Richtungsbestimmung und einer Stabantenne zur Seitenbestimmung. Der erfindungsgemäße automatische Peiler eignet sich insbesondere für den Einsatz im seemännischen Bereich, wo aus Sicherheitsgründen ein korrekt arbeitender Peiler verwendet werden muß, die Installation einer Sichtfunkpeilanlage aber zu aufwendig wäre, z.B. auf kleineren Motorschiffen, Yachten usw. automatic direction finding The invention relates to a method for direction finding through direction and side determination as well as an automatic direction finder like a Single-channel direction finder with rotating frame or ferrite antenna for determining direction and a rod antenna for lateral determination. The automatic direction finder according to the invention is particularly suitable for use in the nautical area, where for safety reasons a correctly working direction finder must be used, the installation of a visual direction finder but would be too expensive, e.g. on smaller motor ships, yachts etc.

Für diesen Zweck werden üblicherweise Handpeiler eingesetzt. Bei diesen Geräten verändert der Benutzer die Richtcharakteristik der Antenne manuell und kontrolliert gleichzeitig kontinuierlich über Kopfhörer, Anzeigeröhre, Zeigerinstrumente o.a. das jeweilige Meßkriterium, z.B. Maximum, Minimum, Phasendifferenz usw.Hand direction finders are usually used for this purpose. With these Devices, the user changes the directional characteristics of the antenna manually and in a controlled manner at the same time continuously via headphones, display tube, pointer instruments, etc. the respective measurement criterion, e.g. maximum, minimum, phase difference, etc.

Bekannte Geräte dieser Art sind der Drehrahmenpeiler, der Goniometerpeiler und der Umtastpeiler.Well-known devices of this type are the rotating frame direction finder, the goniometer direction finder and the reversing direction finder.

Bei der Drehrahmenpeilung verstellt der Benutzer über ein mechanisch gekoppeltes Handrad die Ebene einer Rahmenantenne solange, bis ihm vom Empfänger ein Amplitudenminimum angezeigt wird. Das Handrad ist mit einer Azimutskala versehen, so daß er die Empfangsrichtung in Winkelgraden ablesen kann. Die angezeigte Richtung ist allerdings wegen der Doppelkreis-Charakteristik der Rahuenantenne doppeldeutig. Zur Seitenbestimmung bedient er deshalb einen Schalter und verkoppelt die Charakteristik des Rahmens mit derjenigen einer rundempfangenden Antenne zu der bekannten Kardioide. Da das Minimum der Kardioide 0 gegenüber de.» ;--herigen um 90 ° versetzt ist, muß der Benutzer erneut das Handrad bedienen, um festzustellen, welches der zuvor gepeilten Minima höherer Peilgüte für ihn Gültigkeit hat. Das Bedienen des Drehrahmenpeilers setzt eine gewisse Übung voraus, um auf etwa + 2 ° genau peilen zu können und ist mit mehreren, zum Teil unbequemen Arbeitsgängen verbunden. Zur korrekten Seitenbestimmung müssen u.a. die Vorschriften in Bezug auf die Drehrichtung des Handrads gegenüber der Bezugsrichtung des Peilers sehr genau beachtet werden.With the rotating frame bearing, the user adjusts mechanically via a coupled handwheel the plane of a loop antenna until it is received by the receiver an amplitude minimum is displayed. The handwheel is provided with an azimuth scale, so that he can read the receiving direction in degrees. The indicated direction is, however, ambiguous because of the double-circle characteristic of the Rahuen antenna. To determine the side he therefore operates a switch and couples the characteristics of the frame with that of an omnidirectional antenna to the known cardioid. Since the minimum of the cardioids is 0 compared to de. " - Herigen is offset by 90 °, must the user operate the handwheel again to determine which of the previously aimed Minima of higher DF quality is valid for him. Operating the rotating frame direction finder requires a certain amount of practice in order to be able to and is to take bearings with an accuracy of about + 2 ° associated with several, sometimes uncomfortable work processes. For correct determination of the side among other things, the regulations regarding the direction of rotation of the handwheel must be compared the direction of reference of the direction finder must be observed very carefully.

Der Goniometerpeiler arbeitet im Prinzip wie ein Drehrahmenpeiler und ist in ähnlichen Arbeitsgängen zu bedienen. Die Peilspannung wird jedoch über einen unbeweglichen Kreuzrahmen gewonnen und dafür wird die Suchspule in an ihm nachgeschalteten Goniometer gedreht.The goniometer direction finder works like a rotating frame direction finder and can be operated in similar operations. However, the bearing voltage is over won an immovable cross frame and for this the search coil is in on it downstream goniometer rotated.

Der Umtastpeiler verwendet eine aus Rahmen - und Stabantenne gebildete Kadioide Durch periodisches Umpolen der Stabantennenspannung wird die Lage der Kardioide ständig um eine Symmetrieachse geklappt. Als Peilkriterium dient das Amplitudengleichgewicht der durch die Kardioiden gelieferten Spannungen, z.B. als zwei Leuchtbalken auf einer Anzeigeröhre. Da die Symmetrieachse senkrecht zur Rahmenebene verläuft, sind beide Anzeigen gleich, wenn der Sender aus dieser Richtung einfällt. Dieser Peiler kann sowohl mit Drehrahmen als auch mit Kreuzrahmen und Goniometer betrieben werden.The toggle direction finder uses a frame and rod antenna Cadioids The position of the cardioids is determined by periodically reversing the pole antenna voltage constantly folded around an axis of symmetry. The amplitude equilibrium serves as the bearing criterion the voltages supplied by the cardioids, e.g. as two light bars a display tube. Since the symmetry axis is perpendicular to the frame plane, are Both displays are the same if the transmitter is incident from this direction. That direction finder can be operated with a rotating frame as well as with a cross frame and goniometer.

In der Luftfahrt wird der Funkkompaß eingesetzt, dessen Funktion weise derjenigen des Drehrahmens- bzw. Goniometerpeilers ähnelt.The radio compass is used in aviation, and its function is wise that of the rotating frame or goniometer direction finder.

Als Peilkriterium dient das Amplitudenminimum oder die Amplitudengleichheit. Mit einem aus dem Peilkriterium gewonnenen Analogsignal, z.B. eine Gleichspannung, wird über einen motorischen Antrieb die Antennenrichtung solange verändert, bis in der Nullage der Gleichgewichtszustand hergestellt ist. Die erreichte Winkelstellung kann der Benutzer an einem Zeigerinstrument ablesen. Dieses Gerät arbeitet jedoch nach einem anderen Prinzip.The amplitude minimum or the amplitude equality serves as the bearing criterion. With an analog signal obtained from the DF criterion, e.g. a DC voltage, the antenna direction is changed via a motor drive until the equilibrium state is established in the zero position. The angular position reached can be read by the user on a pointer instrument. However, this device works on a different principle.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu entwickeln, die einen automatisch ablaufenden Peilvorgang mit geringerem Bedienungsaufwand als bei der Drehrahmenpeilung ermöglicht. Nach Beendigung des Meßvorgangs soll dem Benutzer das Peilergebnis seitenrichtig digital in Winkelgraden angezeigt werden.The invention is therefore based on the object of a method and to develop a device of the type mentioned, which one automatically running direction finding process with less effort than with the rotating frame bearing enables. After completion of the measurement process, the user should receive the bearing result on the correct side can be displayed digitally in degrees.

Es hat sich nun gezeigt, daß diese Aufgabe in technisch sehr fortschrittlicher Weise gelöst werden kann, in dem die Peilung durch eine vorgebbare Anzahl von Einzelpeilungen vorgenommen wird, wobei die Peilantenne eine entsprechende Anzahl von Umläufen ausführt, und nach dem ersten fortlaufend nach jedem weiteren gepeilten Meßwert erneut sowohl der Mittelwert aller bisherigen Ergebnisse als auch die Standardabweichung als Maß für die Schwankung der Einzelwerte berechnet werden und der letzte Mittelwert als endgültige Peilung festgehalten wird, wobei der Wert der fortlaufend berechneten Standardabweichung als ein Kriterium ausgenutzt wird, zu entscheiden, ob der bei dem zugehörigen Umlauf ermittelte Winkelwert bei der Berechnung des endgültigen Ergebnisses berücksichtigt werden kann.It has now been shown that this task is technically very advanced Way can be solved in which the bearing is determined by a predeterminable number of individual bearings is carried out, with the DF antenna executing a corresponding number of revolutions, and after the first continuously after each further measured value again both the mean of all previous results as well as the standard deviation as a measure for the fluctuation of the individual values and the last mean value as final bearing is recorded, the value of which is continuously calculated Standard deviation is used as a criterion to decide whether the at angle value determined for the associated revolution when calculating the final Result can be taken into account.

Die vorteilhaften Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 erläutert. Der erfindungsgemäße Peiler ist in den Ansprüchen 7 bis 9 geschildert.The advantageous embodiments of the method according to the invention are explained in the subclaims 2 to 6. The direction finder according to the invention is in the claims 7 to 9 outlined.

In dem erfindungsgemäßen Peiler werden eine drehbare Rahmen-oder Ferritantenne zur Richtungsbestimmung und eine Stabantenne für Seitenbestimmung verwendet. Die Peilantenne muß nach dem Starten des Peilvorgangs eine vorgebbare Anzahl von Umdrehungen, z.B. 20, ausführen. Zu diesem Zweck kann die Antenne durch einen kleinen Elektromotor angetrieben werden. Vorzugsweise wird sie jedoch durch manuelles Abziehen einer Wickelschnur in Rotation versetzt. Die Antenne kann jedoch auch durch Hand gedreht werden.A rotatable frame antenna or ferrite antenna is used in the direction finder according to the invention used to determine direction and a rod antenna for lateral determination. the DF antenna must after Start the bearing process a specifiable Execute number of revolutions, e.g. 20. For this purpose, the antenna can go through driven by a small electric motor. However, it is preferably through manual pulling off of a winding cord set in rotation. The antenna can, however can also be turned by hand.

Bei jedem Antennenumlauf wird elektronisch das Amplitudenminimum bestimmt. Danach werden der zugehörige Drehwinkel der Antenne als Maß für den Azimut sowie die gültige Empfangsseite ermittelt Aus den einzelnen, je nach Empfangsqualität mehr oder weniger unterschiedlichen Peilergebnissen wird in einem elektronischen Rechenwerk der Mittelwert aller Ergebnisse zu n gebildet, sowie die Standardabweichung Sn als Maß für die Schwankung der Einzelwerte berechnet. Nach dem letzten Umlauf wird dem Benutzer der mittlere Azimut sowie die Standardabweichung digital angezeigt.The amplitude minimum is determined electronically with each antenna revolution. Then the associated angle of rotation of the antenna is used as a measure for the azimuth as well the valid receiving side is determined from the individual, depending on the reception quality more or less different DF results will be in an electronic Arithmetic unit formed the mean of all results for n, as well as the standard deviation Sn calculated as a measure for the fluctuation of the individual values. After the last round the mean azimuth and the standard deviation are displayed digitally to the user.

eine technische Sicherheitsvorrichtung sorgt dafür , daß nur Umläufe mit eindeutigen Peilmessungen zur Ermittlung des Mittelwertes herangezogen werden. Der Benutzer kann sich deshalb zum Schluß die Zahl der gewerteten Umläufe n u die letzte Standardabweichung anzeigen lassen um daraus zusätzliche Rückschlüsse auf die Güte der Empfangsqualität zu ziehen bzw. um die Verläßlichkeit der Peilung zu beurteilen. In den beiliegenden Abbildungen zeigt in schematischer Vereinfachung Figur 1 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Peilers Figur 2 ein Schaltbild, aus dem hervorgeht, wie aus dei Minimum der Peilspannung ein Steuersignal abgeleitet wird.a technical safety device ensures that only circulations can be used with clear bearing measurements to determine the mean value. The user can therefore at the end of the number of counted rounds n u the display the last standard deviation in order to draw additional conclusions to draw the quality of the reception or to increase the reliability of the bearing judge. The attached figures show a schematic simplification Figure 1 is a block diagram of the direction finder according to the invention figure 2 is a circuit diagram which shows how a control signal is derived from the minimum of the bearing voltage is derived.

Wie das Blockschaltbild in Figur 1 erkennen läßt, weist die Peilvorrichtung eine Ferritantenne 2 und eine Stabantenne 3 auf, die mit dem Empfänger 1 verbunden sind. Die Ferritantenne kann durch einen kleinen Motor 4 in Umdrehungen versetzt werden.As the block diagram in Figure 1 shows, the direction finding device a ferrite antenna 2 and a rod antenna 3 connected to the receiver 1 are. The ferrite antenna can be rotated by a small motor 4 will.

Vorzugsweise wird sie jedoch durch manuelles Abziehen einer Wickelschnur in Rotation versetzt, die um die Drehachse der Antenne gewickelt ist.However, it is preferably done by manually pulling off a winding cord set in rotation, which is wound around the axis of rotation of the antenna.

In einer Winkeldiskriminatorstufe 5 wird der Azimut seitenrichtig auf elektronischem Wege ermittelt und in ein digitales Signal umgesetzt. Ein Rechenwert 6 summiert die gemessenen Werte und berechnet laufend den Mittelwert w n nach der Formel sowie die Standardabweichung Sn nach der Formel wobei n die Anzahl der von der Automatik als gültig erkannten Messungen ist und der Zahl der gewerteten Antennenumläufe entspricht. Die einzelnen berechneten Werte können durch den Schalter 7 ausgewählt werden und stehen in einer Ziffernanzeige 8 zur Verfügung, mit der das endgültige Peilergebnis sowie gegebenenfalls die letzte Standardachweichung und die Zahl der gewerteten Peilumläufe angezeigt werden können. Eine elektronische Ablaufsteuerung 9 sorgt für das An- und Abschalten der verschiedenen Komponenten, die Übernahme und Kontrolle der Meßdaten sowie dafür, daß eine vorgebbare Anzahl aufeinanderfolgender Rotationen der Antenne ausgeführt wird.In an angle discriminator stage 5, the azimuth is correctly laterally determined electronically and converted into a digital signal. A calculated value 6 sums up the measured values and continuously calculates the mean value wn according to the formula and the standard deviation Sn according to the formula where n is the number of measurements recognized as valid by the automatic system and corresponds to the number of antenna revolutions evaluated. The individual calculated values can be selected by the switch 7 and are available in a numeric display 8 with which the final bearing result and, if applicable, the last standard deviation and the number of evaluated bearing revolutions can be displayed. An electronic sequence control 9 ensures that the various components are switched on and off, the acquisition and control of the measurement data and that a predeterminable number of successive rotations of the antenna is carried out.

Nach dem Starten des Peilers wird die Ferritantenne in Rotation versetzt. Mit der Drehachse synchron läuft ein Winkelkodierer 5, dessen Null-Grad-Stellung mit der Schiffsrichtung und der Richtung der Minima des Antennendiagramms in definiert Beziehung steht. Dieser Winkelkodierer kann aus einer Kodierscheibe bestehen, aber auch ein Generator sein, der in Abhängigkeit von dem Drehwinkel der Antenne ein analoges elektrisches Signal erzeugt, z.B. eine Sägezahnspannung, das anschließend in ein digitales gewandelt wird.After starting the direction finder, the ferrite antenna starts rotating. An angle encoder 5 runs synchronously with the axis of rotation, its zero-degree position with the direction of the ship and the direction of the minima of the antenna diagram in defined Relationship stands. This angle encoder can consist of an encoder disk, but also be a generator that depends on the angle of rotation of the antenna analog electrical signal is generated, e.g. a sawtooth voltage, which then is converted into a digital one.

Da die Antennenstellung vor dem Start zufällig ist, setzt die eigentliche Peilung erst in dem Augenblick ein, wenn der Winkelkodierer der Ablaufsteuerung den ersten Null-Grad-Durchgang signalisiert. Von diesem Augenblick an wird von der Winkeldiskriminatorstufe 5 elektronisch die Empfangs feldstärke des auf den gewünschten Sender abgestimmten Empfängers kontrolliert und beim Durchlaufen des ersten Minimums ein Steuersignal abgeleitet, daß den Winkelkodierer veranlaßt, die Zahl des zugehörigen Drehwinkels in einem gesonderten Speicherregister abzulegen.Since the antenna position before the start is random, the actual one continues Bearing only at the moment when the encoder controls the sequence signals the first zero degree passage. From that moment on, the Angular discriminator level 5 electronically sets the received field strength of the desired Transmitter matched receiver checked and when passing through the first minimum derived a control signal that causes the angle encoder to determine the number of the associated Angle of rotation to be stored in a separate memory register.

Dieses Register wird im folgenden als Azimutregister bezeichnet.This register is referred to below as the azimuth register.

Die Ablaufsteuerung sorgt dafür, daß in diesem Umlauf kein weiterer Minimumwert in das Azimutregister eingespeichert wird und schaltet beide Antennen dergestalt auf den Eingang des Empfängers, daß der Peilumlauf mit Kardioiden-Charakteristik fortgesetzt wird. Das Minimum der Kardioide ist gegenüber dem Minimum der Ferritantenne oder des Pelirahmens aus elektrophysikalischen Gründen um 90 ° richtungsversetzt. Die Antennen sind so gepolt, daß die Kardioide vorauseilt.The sequence control ensures that there is no further cycle in this cycle Minimum value is stored in the azimuth register and switches both antennas in such a way on the input of the receiver that the bearing circulation with cardioid characteristics is continued. The minimum of the cardioids is opposite the minimum of the ferrite antenna or of the pele frame offset by 90 ° for electrophysical reasons. The antennas are polarized so that the cardioid runs ahead.

Diese Umschaltung dient dazu, die Seitenbestimmung durchzuführen. Die Winkeldiskriminatorstufe kontrolliert zu diesem Zweck erneut die Empfangsfeldstärke bezüglich des Durchlaufens eines Minimums. Wird nach einer Vierteldrehung ab- und zuzüglich einer gewissen Toleranz nach Umschaltung auf die Kardioide erneut ein Minimum detektiert, entsteht wie zuvor ein Steuersignal, das aber diesmal bewirkt, daß die Zahl 180 zu dem Inhalt von dem Azimutregister addiert wird und das Ergebnis wiederum in dem Azimutregister zur Verfügung steht.This switch is used to determine the side. For this purpose, the angle discriminator stage controls the received field strength again regarding going through a minimum. Turns down and after a quarter turn plus a certain tolerance after switching to the cardioid again If the minimum is detected, a control signal is generated as before, but this time it causes that the number 180 is added to the content of the azimuth register and the result in turn is available in the azimuth register.

Die Winkeltoleranz im 180-Bereich nach dem ersten empfangenen Minimum, innerhalb der noch ein Steuersignal zur Seitenkorrektur ausgelöst wird, kann auf einen Festwert eingestellt werden, z.B. auf 180 ° + 20 °.The angular tolerance in the 180 range after the first received minimum, within which a control signal for page correction is triggered can be on a fixed value can be set, e.g. to 180 ° + 20 °.

Sollte im Einzelfall, z.B. verusacht durch eine plötzliche starke Bootsschwankung, ein diskreter Peilwert mit extremer Winkelabweichung von dem bisherigen Mittelwert die Toleranzgrenze der Kardioide überschreiten, und wird dadurch die Seite einmal nicht richtig erkannt, so geht dieser Peilumlauf weder in die Mittelwertbildung ein, noch wird er als gültiger Lauf gezählt. Hierzu wird die laufende Berechnung von Mittelwert und Standardabweichung ausgenutzt. Zu diesem Zweck werden im Rechenwerk stets der bis dahin letzte Mittelwert und die bis dahin letzte Standardabweichung gespeichert. Überschreitet eine neuberechnete Standardabweichung einen vorgegebenen Wert, z.B.Should in individual cases, e.g. caused by a sudden strength Boat sway, a discrete bearing value with an extreme angular deviation from the previous one Mean exceed the tolerance limit of the cardioids, and thereby the Once the side is not correctly recognized, this bearing circulation is not included in the averaging one, nor is it counted as a valid run. For this purpose, the ongoing calculation of mean and standard deviation. For this purpose, the arithmetic unit always the mean value last up to that point and the last standard deviation up to that point saved. If a recalculated standard deviation exceeds a specified one Value, e.g.

50 °, so werden der neue Mittelwert und die neue Standardabweichung nicht übernommen, sondern die bisherigen Werte behalten ihre Gültigkeit. Werden auf diese Weise sehr viele oder sogar alle Peilumläufe nicht gewertet, so kann der Benutzer daraus den Schluß ziehen, daß das Meßergebnis nicht verläßlich ist.50 °, the new mean and standard deviation become not adopted, but the previous values remain valid. Will in this way, very many or even all of the bearing rounds are not counted, so the Users draw the conclusion that the measurement result is not reliable.

Bei Messungen im Null-Grad-Bereich kann es vorkommen, daß sich bei Beginn des Umlaufs das Minimum im negativen Winkelbereich, 0 z.B. -5 ° = 355 , befindet, und deshalb von den Peilern nicht erkannt werden kann, während gegen Ende des Umlaufs infolge einer Bootsschwankung des Minimum im positiven Winkelbereich, 0 z.B. +5 ° auftritt und deshalb vom Peiler wiederum nicht erkannt werden kann. Deshalb sorgt die Ablaufsteuerung dafür, daß ein Peilumlauf ebenfalls weder in die Mittelwertbildung eingeht, noch als gültiger Lauf gezählt wird, wenn im betreffenden Umlauf kein Minimum registriert wird.When taking measurements in the zero degree range, it can happen that At the beginning of the revolution, the minimum is in the negative angle range, 0 e.g. -5 ° = 355, and therefore cannot be recognized by the direction finders while at the end of the orbit as a result of a boat fluctuation of the minimum in the positive angle range, 0 e.g. +5 ° occurs and therefore cannot be recognized by the direction finder. Therefore cares the sequence control to ensure that a bearing circulation is also not included in the averaging is received, is still counted as a valid run if there is no minimum in the relevant circulation is registered.

Ein Kontrollmechanismus schaltet die Fehler aus, die daraus resultieren, daß bei Messungen im Null-Grad-Bereich negative Abweichungen als Werte im 350 ° bis 360 Bereich erkannt werden und bei der anschließenden Mittelwertbildung im Rechanerk zu fehlerhaften Ergebnissen führen können.A control mechanism eliminates the errors that result that with measurements in the zero degree range negative deviations than values in 350 ° up to 360 range can be recognized and in the subsequent averaging in the calculation can lead to incorrect results.

In einem zweiten, mit dem Azimutregister identischen Register wird jeweils der letzte in das Rechenwerk übernommene Peilwert abgespeichert. Dieses Register wird im folgenden als "vorhergehendes Azimutregister" bezeichnet.In a second register that is identical to the azimuth register the last bearing value taken over into the arithmetic unit is stored in each case. This Register is hereinafter referred to as "previous azimuth register".

Vor der Übernahme des in dem Azimutregister gespeicherten gegenwärtigen Peilwerts in das Rechenwerk veranlaßt die Ablaufsteuerung einen Vergleich der Hundert erst ellen zwischen dem vorhagehenden Azimutregister und dem Azimutregister. Ergibt sich eine Absolutdifferenz von 3, entsteht ein Steuersignal, das bewirkt, daß die Zahl 360 von dem Inhalt des Azimutregisters substrahiert wird und das Ergebnis dann erst dem Rechenwerk zugeführt wirdq z.B. wenn das voShvgehende Azimutregister gleich 0 0 003,5 ° und das Azimutregister gleich 359,0 ° ist.Before accepting the current one stored in the azimuth register Beilwerts in the arithmetic unit causes the sequence control to compare the hundred create between the previous azimuth register and the azimuth register. Results If there is an absolute difference of 3, a control signal is generated which causes the Number 360 is subtracted from the contents of the azimuth register and then the result is first fed to the arithmetic unit, e.g. if the previous azimuth register is the same 0 0 003.5 ° and the azimuth register is 359.0 °.

Das spätere Rechenergebnis t auf ad sein Vorzeichen hin überprüft. Ist das Ergebnis eine negative Zahl, entsteht ein Steuersignal, das bewirkt, daß die Zahl 360 zu dem Ergebnis addiert wird, bevor es zur Anzeige gelangt.The subsequent calculation result t is checked for its sign ad. If the result is a negative number, there is a control signal that causes the number 360 is added to the result before it is displayed.

Die überprüften Einzelwerte werden in das Rechenwerk übernommen.The checked individual values are transferred to the arithmetic unit.

Vom zweiten Wert an veranlaßt die Ablaufsteuerung, das mit jedem eingehenden Meßwert erneut der Mittelwert und die Standardabweichung aus allen bisher übernommenen Werten berechnet werden, die zuvor beschriebene Kontrolle des Wertes der Standardabweichung erfolgt und nach dem n-ten Umlauf die Antennenrotation beendet und das Ergebnis Y/ angezeigt wird.From the second value on, the sequence control initiates the processing of each incoming Measured value again the mean value and the standard deviation from all previously adopted Values are calculated, the previously described control of the value of the standard deviation takes place and after the nth cycle the antenna rotation is ended and the result Y / is displayed.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird zunächst die vorgegebene Anzahl von Umläufen allein mit der Peilantenne ausgeführt. Infolge der Doppelkreischarakteristik der Antenne fallen auf diese Weise zwei Peilwerte pro Umlauf an, die zunächst als in den beiden ersten Quadranten befindlich gewertet werden. Aus diesen Werten wird mit dem gleichen Mechanismus wie zuvor laufend der Mittelwert und die Standardabweichung berechnet. Anschließend schaltet die Ablaufsteuerung auf Betrieb mit Kardioide um und läßt einige wenige Umläufe zur Seitenbestimmung durchführen. Der Mechanismus hierbei entspricht dem zuvor erläuterten, wobei die hrdioiden Umläufe ebenfalls den beschriebenen Sicherheitsvorkehrungen zur Unterdrückung nicht eindeutiger Umläufe unterliegen. Wenn das Ergebnis zeigt, daß das kardioide Minimum eine Vierteldrehung nach dem ersten Doppelkreisminimum auftrat, nach dem zweiten jedoch nicht, wird aus dem hrdioiden Minimum ein Steuersignal abgeleitet. Das Steuersignal bewirkt in diesem Fall, daß die Zahl 180 zu dem Endergebnis der Mittelwertbildung aller Messungen mit Doppelkreischarakteristik addiert wird, wonach dem Benutzer der seitenrichtige Peilwinkel angezeigt wird.According to one embodiment of the present invention, first carried out the specified number of revolutions with the DF antenna alone. As a result The double-circle characteristic of the antenna results in two bearing values in this way per cycle, which is initially assessed as being in the first two quadrants will. Using the same mechanism as before, these values are continuously converted into the Mean and standard deviation calculated. The sequence control then switches on operation with cardioids and leaves a few rounds for reading carry out. The mechanism here corresponds to that explained above, with the Hrdioiden orbits also the described safety precautions for suppression not subject to clear circulations. If the result shows that the cardioid Minimum occurred a quarter turn after the first double circle minimum after which The second, however, does not result in a control signal being derived from the diaphragmatic minimum. In this case, the control signal causes the number 180 to become the final result of the Averaging of all measurements with double circle characteristic is added, after which the correct bearing angle is displayed to the user.

Der Empfangsteil des erfindungsgemäßen Peilers ist vorzugsweise so automatisiert, daß abgeleitet aus der Empfangsfeldstärke der Stabantenne diejenige der Ferritantenne in der Weise nachgeregelt wird, daß Betrag und Phase beider Antennensignale sich sowohl bei Betrieb mit Doppelkreischarakteristik als auch mit Kardioide zu optimalen Diagrammen ergänzen. Die Ablaufsteuerung kann getrennt vom Rechenwerk aus herkömmlichen digitalelektronischen Bauteilen aufgebaut werden oder in Mikroprozessortechnik unter Verwendung einfachster Mikroprozessoren realisiert werden. Es bietet sich jedoch ebenfalls an, Rechenwerk und Ablaufsteuerung gemeinsam in Mikroprozessortechnik auszuführen.The receiving part of the direction finder according to the invention is preferably like this automated that derived from the reception field strength of the rod antenna that the ferrite antenna is readjusted in such a way that the amount and phase of both antenna signals both when operated with double-circle characteristics and with cardioids supplement optimal diagrams. The sequence control can be separated from the arithmetic unit can be built from conventional digital electronic components or using microprocessor technology can be realized using the simplest microprocessors. It offers itself but also on, arithmetic unit and sequence control together in microprocessor technology to execute.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird als Rechenwerk ein elektronischer Taschenrechner verwendet, der unter anderem alle Statistikfunktionen der benötigten Art sowie trigonometrische Funktionen und Koordinatentransformationen zu berechnen in der Lage ist.According to an advantageous embodiment of the invention, the arithmetic unit an electronic calculator is used which, among other things, has all statistical functions of the required type as well as trigonometric functions and coordinate transformations is able to calculate.

Der Grundgedanke dieser Ausführung ist, daß neben der statistischen Auswertung der Peilergebnisse das Rechenwerk gleichzeitig für nautische Berechnungen ausgenutzt werden kann bzw. dem Anwender der Vorteil verschafft werden kann, mit dem Peilwinkel gleich weiterrechnen zu können oder sofern der Rechner programmierbar ist, automatisch Berechnungen durchführen zu lassen.The basic idea of this version is that in addition to the statistical Evaluation of the bearing results the arithmetic unit at the same time for nautical calculations can be exploited or the advantage can be provided to the user with to be able to continue calculating the bearing angle or if the computer is programmable is to have calculations performed automatically.

In Figur 1 wird in einem Prinzipschaltbild gezeigt, welche Methode bei einer mit konstanter Winkelgeschwindigkeit rotierenden Antennen angewendet wird, aus dem Minimum der Peilspannung ein Steuersignal abzuleiten.In Figure 1 is shown in a schematic diagram, which method is used with an antenna rotating at a constant angular velocity, from the minimum of the bearing voltage derive a control signal.

Am Ausgang des HF-Teils 1 kann eine der Empfangsfeldstärke proportionale Spannung UA abgegriffen werden, die ihren Wert gemäß der Doppelkreischarakteristik der Ferritantenne als Funktion des DrehwinkelscC ändert, 2. Das erste Minimum t entspricht dem Winkelwert, der in das Azimutregister übernommen werden muß. In einer Winkelstufe 3 wird die Spannungsfunktion UA (oC) invertiert und steht am Ausgang der Winkelstufe als U (ob), 4, zur Verfügung. Es folgt nun eine Kettenschaltung aus n gleichstrukturierten Stufen, von denen eine, anhand von Schaltung 5, in ihrer Wirkungsweise stellvertretend für die übrigen beschrieben werden soll.At the output of the HF part 1, a field strength proportional to the received field strength can be used Voltage UA are tapped, their value according to the double circuit characteristic of the ferrite antenna changes as a function of the angle of rotation cC, 2. The first minimum t corresponds to the angle value that must be transferred to the azimuth register. In a Angle level 3, the voltage function UA (oC) is inverted and is available at the output the angle step as U (ob), 4, is available. A derailleur now follows of n identically structured stages, one of which, based on circuit 5, in its Mode of action is to be described representative of the rest.

Das einlaufende Signal gelangt zunächst auf die Siebschaltung R11, R21, C1, die in ihrer Ladekonstanten genau auf die Winkelgeschwindigkeit der rotierenden Antenne abgestimmt ist, so daß am Eingang des Verstärkers V1 der in Kurve 6 gezeigte Spannungsablauf entsteht. Wichtig ist hierbei, daß so dimensioniert wird, daß das Spannungsmaximum nach der Siebung weiterhin genau mit dem Winkel t übereinstimmt. Der Widerstand R21 ist als Potentiometer ausgeführt. Mit dem Abgriff wird eine Schwellspannung U5 eingestellt, bei deren Erreichen der Verstärker V1 das verbleibende Signal hoch verstärkt. Als Ergebnis liefert die Stufe einen um t symmetrischen Impuls, wobei hochfrequente Anteile, Rauschen, Störungen usw. im Bereich um t infolge der vorhergehenden Siebschaltung unterdrückt werden. Durch weitere analog wirkende Stufen kann bei geeignetem Einstellen von U5 und geschicktem Dimesionieren der Siebschaltungen mit dieser Methode ein genügend schmaler Schaltimpuls 7 erzeugt werden, um die Lage von t elektronisch genau zu markieren.The incoming signal first reaches the filter circuit R11, R21, C1, which in their charge constants exactly match the angular velocity of the rotating Antenna is tuned so that the one shown in curve 6 at the input of amplifier V1 The tension arises. It is important that it is dimensioned in such a way that the The maximum stress after sieving continues to coincide exactly with the angle t. The resistor R21 is designed as a potentiometer. With the tap there is a threshold voltage U5 is set, when they reach the amplifier V1 the remaining signal high reinforced. As a result, the stage delivers an impulse symmetrical about t, where high-frequency components, noise, interference, etc. in the range around t as a result of the preceding Filter switching can be suppressed. By further analog acting Stages can be achieved with a suitable setting of U5 and skillful dimensioning of the filter circuits with this method a sufficiently narrow switching pulse 7 can be generated to the position to mark electronically exactly by t.

Die Methode hat den Vorteil, daß, sofern die Rotationsgeschwindigkeit der Antenne konstant gehalten wird, nach einmaligem Justieren stets einwandfrei das Minimum ermittelbar ist. Empfangsstörungen und Rauschen, die üblicherweise gerade im Feldstärkeminimum als besonders störend empfunden werden, üben hier nur einen nahezu vernachlässigbaren Einfluß aus.The method has the advantage that, provided the rotation speed the antenna is kept constant, always flawless after a one-time adjustment the minimum can be determined. Reception interference and noise that is usually straight are perceived as particularly annoying in the field strength minimum, only practice one here almost negligible influence.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht dem Benutzer sich in den eigentlichen Peilvorgang nicht einzubeziehen. Er kann sich deshalb voll auf die Kurshaltung konzentrieren und kann mühelos in Verbindung mit der Peilung allein den Kompaß beobachten und ablesen. Dies stellt einen zusätzlichen Vorteil gegenüber der bekannten Drehrahmenpeilung da. Bei der Drehrahmenpeilung ist es zweckmäßig, dAß zwei Personen zusammen arbeiten. Die erste nimmt die Seitenpeilung vor und gibt bei Erkennen des Minimums einem zweiten, dem Rudergänger, ein Zeichen, daß dieser zur selben Zeit den Kompaß abliest. Hinzu kommt, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung für den Benutzer die Seitenbestimmung entfällt. Im Gegensatz hierzu bei der Drehrahmenpeilung muß sich der Benutzer einen komplizierte££ mehrstufigen Handlungsablauf, Drehrichtungen und Bezugspunkte merken. Aufgrund der vermehrten Anzahl von Messungen und anschließend Mittelung wird die erfindungsgemäße Peilung wesentlich genauer durchgeführt, als bei einer einzelnen Handpeilung, besonders bei schlechten Wetterbedingungen.The method according to the invention enables the user to access the not to include the actual DF process. He can therefore fully rely on the Focus and course keeping can be effortless in conjunction with the bearing alone watch and read the compass. This contrasts with an additional benefit the well-known rotating frame bearing there. With the rotating frame bearing it is useful to that two people work together. The first takes the side bearing and gives when recognizing the minimum a second, the helmsman, a sign that this reading the compass at the same time. In addition, according to the invention Method and with the device according to the invention for the user the determination of the side not applicable. In contrast to this, in the case of the rotating frame bearing, the user has to get one Note the complicated ££ multi-level course of action, directions of rotation and reference points. Due to the increased number of Measurements and then averaging the bearing according to the invention is carried out much more precisely than with one single hand bearing, especially in bad weather conditions.

Durch mehrfaches Starten des Peilers kann die Zahl der Einzelmessungen beliebig erhöht werden. An der Veränderung der Standardabweichung ist erkenntlich, ob unter den bestehenden Meßbedingungen noch höhere Genauigkeit erreichbar ist. Im Gegensatz zu den herkömmlichen, automatischen Peilern wird dem Benutzer des erfindungsgemäßen Peilers eine "stehende" Anzeige angeboten, d.h. er braucht aus keiner schwankenden oder wechselnden Anzeige den Peilwert abzuschätzen.By starting the direction finder several times, the number of individual measurements can be increased at will. The change in the standard deviation shows that whether even higher accuracy can be achieved under the existing measuring conditions. In contrast to the conventional, automatic direction finders, the user of the invention Direction finder is offered a "standing" display, i.e. it does not need to fluctuate or changing display to estimate the bearing value.

Claims (9)

Patentansprüche Verfahren zum Peilen durch Richtungs- und Seitenbestimmung, dadurch gekennzeichnet, daß die Peilung durch eine vorgebbare Anzahl von Einzelpeilungen vorgenommen wird, wobei die Peilantenne eine entsprechende Anzahl von Umläufen ausführt, und daß nach dem ersten fortlaufend nach jedem weiteren gepeilten Meßwert erneut sowohl der Mittelwert aller bisherigen Ergebnisse als auch die Standardabweichung als Maß für die Schwankung der Einzelwerte berechnet werden und der letzte Mittelwert als endgültige Peilung festgehalten wird, wobei der Wert der fortlaufend berechneten Standardabweichung als ein Kriterium ausgenutzt wird, zu entscheiden, ob der bei dem zugehörigen Umlauf ermittelte Winkelwert bei der Berechnung des endgültigen Ergebnisses berücksichtigt werden kann. Claims method for bearing through direction and side determination, characterized in that the bearing is determined by a predeterminable number of individual bearings is carried out, with the DF antenna executing a corresponding number of revolutions, and that after the first one continuously after each further measured value both the mean of all previous results and the standard deviation can be calculated as a measure for the fluctuation of the individual values and the last mean value is held as the final bearing, the value of which is continuously calculated Standard deviation is used as a criterion to decide whether the at angle value determined for the associated revolution when calculating the final Result can be taken into account. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die letzte Standardabweichung und die Anzahl der gewerteten Peilumläufe zur Beurteilung der Verläßlichkeit der Peilung nachprüfbar vorliegen.2. The method according to claim 1, characterized in that the last Standard deviation and the number of measured bearing orbits to assess the The reliability of the bearing is verifiable. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem Umlauf die Empfangsfeldstärke einer Antenne mit Doppelkreischarakteristik elektronisch auf das Durchlaufen von Minimastellen kontrolliert und beim Durchlaufen der Minimastellen Steuersignale abgeleitet werden, die veranlassen, daß der Winkelwert gespeichert wird, welcher zu dem auf die Null-Grad-Stellung folgenden, ersten Minimum gehört, und daß danach der Peilumlauf mit Kardioiden-Charakteristik bis zum Beginn eines erneuten Peilumlaufs fortgesetzt wird und während dieser Phase bei erneuter Erkennung eines Miniiums die Zahl 180 zu dem vorher gespeicherten Wert addiert wird.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that at the reception field strength of an antenna with double-circle characteristics in each cycle electronically controlled for passing through mini-places and when passing through of the minimum digits control signals are derived which cause the angle value is stored, which corresponds to the first minimum following the zero degree position heard, and that afterwards the bearing circulation with cardioid characteristics up to the beginning a renewed bearing circulation is continued and during this phase with renewed Detection of a mini the number 180 is added to the previously saved value. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die vorgegebene Anzahl von Umläufen allein it der Rahmen- oder Ferritantenne zur Richtungsbestimmung ausgeführt wird und anschließend einige Umläufe mit Kardioiden-Charakteristik zur Seitenbestimmung durchgeführt werden.4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that first the specified number of revolutions alone with the frame or ferrite antenna Direction determination is carried out and then some rounds with cardioid characteristics to determine the side. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hunderter-Stellen des gegenwärtig gepeilten und des vorhergehenden Azimuts auf die Absolutdifferenz 3 verglichen und aufgrund dieses Kriteriums vor der Mittelwert bildung negative Peilwinkel in positive und umgekehrt umgerechnet werden.5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the Hundreds of digits of the current azimuth and the previous azimuth to the Absolute difference 3 compared and because of this criterion before the mean value education negative Bearing angle converted into positive and vice versa will. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne durch Hand gedreht oder durch mauelles Abziehen einer Wickelschnur in Rotation versetzt wird.6. The method according to claim 1 to 5, characterized in that the Antenna rotated by hand or by manually pulling a winding cord in rotation is moved. 7. Automatischer Peiler nach Art eines Einkanalpeilers mit rotierender Rahmen- oder Ferritantenne zur Richtungsbestimmung und einer Stabantenne zur Seitenbestimmung, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Winkelmeßeinrichtung aufweist, deren Null-Grad-Stellung in definiertem Bezug zu der Minimumrichtung des Peil antennendiagramms gebracht ist und die in zeitlichem Synchronismus mit der Winkelgeschwindigkeit der rotierenden Antenne zu jedem Zeitpunkt den Drehwinkel als kodiertes Signal aufzurufen gestattet und daß eine elektronische Ablaufsteuerung vorhanden ist, die dafür sorgt, daß eine vorgebbare Anzahl aufeinander folgender Rotationen der Antenne ausgeführt wird, sowie ein Rechenwerk aufweist, in dem die fortlaufenden Berechnungen von Mittelwert und Standardabweichung vorgenommen werden, und daß eine Ziffernanzeige vorhanden ist, mit der das endgültige Peilergebnis sowie gegebenenfalls die letzte Standardabweichung und die Anzahl der gewerteten Peilumläufe angezeigt werden können.7. Automatic direction finder in the manner of a single-channel direction finder with rotating Frame or ferrite antenna for directional determination and a rod antenna for lateral determination, for carrying out the method according to claims 1 to 6, characterized in that it has an angle measuring device whose zero-degree position in a defined reference is brought to the minimum direction of the Peil antenna diagram and in time Synchronism with the angular velocity of the rotating antenna at any point in time The angle of rotation is allowed to be called up as a coded signal and that an electronic Sequence control is present, which ensures that a predeterminable number of each other the following rotations of the antenna is carried out, and has an arithmetic unit, in which the ongoing calculations of mean and standard deviation are made and that there is a digital display showing the final bearing result as well as the last standard deviation and the number of evaluated ones, if applicable Bearing circulations can be displayed. 8. Peiler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Rechenwerk und die Ziffernanzeige gleichzeitig zu einer manuell bedienbaren Rechenmaschine ausgenutzt werden und zu diesem Zweck ein entsprechendes Eingabetastenfeld am Peiler vorhanden ist.8. Direction finder according to claim 7, characterized in that the arithmetic unit and the numeric display at the same time to one manually operated Calculating machine are used and for this purpose a corresponding input keypad is present on the direction finder. 9. Peiler nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur elektronischen Markierung des Peilminimums eine alternierende Kette von Siebschaltungen und Verstärkern verwendet wird, wobei das Einsetzen der Verstärkungen über Schwellen vorgebbar ist, und die Ladekonstanten der Siebschaltungen auf die Winkelgeschwindigkeit der rotierenden Antenne abgestimmt werden, und daß mit dieser Anordnung schmale, oberwellenfreie Schaltimpulse zur Verwendung als Steuerimpulse erzeugt werden.9. Direction finder according to claim 7 and 8, characterized in that the electronic Marking of the bearing minimum is an alternating chain of filter circuits and amplifiers is used, whereby the onset of the reinforcements can be specified via thresholds, and the load constants of the filter circuits on the angular velocity of the rotating ones Antenna tuned, and that with this arrangement narrow, harmonic-free Switching pulses are generated for use as control pulses.
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