DE2842692C2

DE2842692C2 -

Info

Publication number: DE2842692C2
Application number: DE19782842692
Authority: DE
Inventors: Manfred 7900 Ulm De Uhlmann
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Telefunken Systemtechnik AG
Priority date: 1978-09-30
Filing date: 1978-09-30
Publication date: 1988-05-26
Also published as: DE2842692A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einkanal-Peilanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine derartige Peilanordnung ist beispielsweise aus der DE-PS 12 96 223 bekannt.

Bei Adcock-Systemen (für Einkanal- und Zweikanal-Peilver fahren) in der bisher bekannten Form zeigt sich in vielen Fällen als schwerwiegender Nachteil, daß die Basis der Antennenanordnung nicht über ein bestimmtes Maß hinaus vergrößert werden darf, um unzulässig große Peilfehler zu vermeiden. Die maximale Basis bei Adcockanordnungen ist dabei von der Anzahl der Antennenelemente und von der höchsten Betriebsfrequenz abhängig. Es läßt sich nachweisen, daß z. B. bei einer Adcockanordnung mit N = 4 und N = 8 der Basis-Durchmesser angenähert 0,25 λ _o bzw. 1.1 λ _o (g _o = Wellenlänge bei der höchsten Betriebsfrequenz) nicht über schreiten sollte. Bei größeren Basis-Durchmessern zeigt sich ein rasches Anwachsen des System-Peilfehlers.

Die Beschränkung der zulässigen Basis stellt nun ein er hebliches Problem dar, falls Adcock-Peilsysteme peripher an Türmen oder Masten mit größeren Schaft-Durchmessern unter gebracht werden müssen. Dies ist stets dann der Fall, wenn die Spitze der betreffenden Konstruktion unzugänglich oder bereits durch andere Systeme belegt ist. Die Unterbringung eines Adcock-Peilers am Umfang eines Turmes hat dann als Konsequenz, daß einmal wegen der "Abschattung" des Turm schaftes nur ein begrenzter Sektor überwacht werden kann und daß zudem die hinter der Adcockanordnung liegenden Flächen des Turmes bzw. Mastes mit Absorber-Materialien beschichtet bzw. verkleidet werden müssen. Dies ist erforderlich, um nachteilige Auswirkungen von Strahlungsfeld-Reflexionen zu vermeiden. Es versteht sich von selbst, daß diese Maßnahme nur bei Frequenzen oberhalb von ca. 100 MHz zu realisieren ist und auch dort nur mit sehr hohem Kostenaufwand.

In der eingangs genannten DE-PS 12 96 223 ist eine Ein kanal-Peilanordnung beschrieben, welche eine Mehrzahl von Richtantennen enthält, die gleichmäßig auf dem Umfang eines Kreises angeordnet sind und deren Richtdiagramme radial nach außen zeigen. Über einen Bezugsgenerator wird eine Abtast einrichtung betätigt, die zyklisch sequentiell die Einzel antennen mit dem Eingang eines Empfängers verbindet. Aus dem auf diese Weise am Empfängereingang bei Einfall einer Welle entstehenden amplitudenmodulierten Signal wird die Grund welle bestimmt, deren Phasenlage zu dem zyklischen Signal des Bezugsgenerators den Peilwinkel ergibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige einfach aufgebaute Peilanordnung, die einfachere Bedingungen an die räum liche Anordnung der Antennenanlage stellt und dabei die Ermittlung des Signaleinfallswinkels erleichtert, anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs dazu angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die Beschränkung auf die Abdeckung nur des zu überwachenden Winkelsektors kann der Aufwand für das Antennensystem ver ringert werden. Die Nichtlinearitäten, die durch die Diskontinuität an den Sektorrändern entstehen, können ver mindert oder beseitigt werden, indem die Anzahl der Schalt takte je Schaltzyklus größer gewählt ist als die Anzahl der Antennenelemente und indem das Signal am Empfängereingang während der überzähligen Schalttakte auf Null gesetzt wird.

Wie bei der aus der DE-PS 12 96 223 bekannten Anordnung ist die Peilwinkelinformation ausschließlich in der Signal amplitude der von den einzelnen Antennenelementen ge lieferten Spannungen enthalten, so daß der ermittelte Peil wert theoretisch von der Basis bzw. Größe der Antennenan ordnung unabhängig wird. Wegen der Bündelungseigenschaften der Einzelelemente wird die Rückwärtsstrahlung so weit vermindert, daß auf die Anbringung von absorbierenden Materialien am Turmschaft verzichtet werden kann. Dies hat zudem gegenüber einem Adcock-System noch den Vorteil, daß der Antennengewinn entsprechend der stärkeren Bündelung der Einzelelemente deutlich höher ist.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Abbildungen näher erläutert. Die Abbildungen zeigen im einzelnen

Fig. 1 Aufbau eines Peilsystems mit drei Richtantennen

Fig. 2 Abhängigkeit der Diagrammfunktion D _i der einzelnen Antennenelemente vom Azimutwinkel α;

Fig. 3 Zyklische Signalfolge A(t) für Beispiel nach Fig. 1 und Fig. 2.

Das Schema der Antennenanordnung zur Durchführung des er findungsgemäßen Verfahrens im Zusammenwirken mit einer Einkanal-Peilauswertung ist in Fig. 1 dargestellt. Es ist zu entnehmen, daß im gezeigten Beispiel mit drei Antennen elementen die Ausrichtung der einzelnen Strahlungskeulen jeweils unterschiedlich ist und daß die Signalamplituden (A _i (Φ)) über einen Mehrwegeschalter zum Empfänger gebracht werden.

Die Diagrammfunktionen D _i der einzelnen Antennen in Ab hängigkeit vom Azimutwinkel α sind in Fig. 2 skizziert.

Für einen bestimmten Einfallswinkel Φ sind die den einzelnen Antennen zuzuordnenden Signalamplituden A _i aus Fig. 2 ent nehmbar. Fig. 3 zeigt die sich aus einem Schaltzyklus mit drei gleichlangen Takten ergebende Signalfolge A(t). Diese Folge wiederholt sich periodisch mit der durch den Schalt zyklus bedingten Frequenz w. Die Grundwelle dieser periodi schen Signalfolge, die die gleiche Frequenz wie der Schalt zylus aufweist, steht dabei in einer festen Phasenbe ziehung zum Schaltzyklus. Sie wird beschrieben durch

A(t) = A · cos (wt + ϕ)

wobei der Phasenwert ϕ vom Signal-Einfallswinkel Φ abhängt. Durch Phasenvergleich mit dem Schaltzyklus kann der Phasen wert ϕ bestimmt und hieraus auf den Signal-Einfallswinkel zurückgeschlossen werden.

Es ist nun wünschenswert, für den Zusammenhang zwischen ϕ und Φ eine möglichst einfache Form vorliegen zu haben. Dies erfüllt z. B. ein linearer Zusammenhang. Durch entsprechende Wahl des Nullpunktes der Phasenbeziehung zwischen der Grund welle der periodischen Signalfolge und dem Schaltzyklus ergibt sich ohne weitere Maßnahmen nach den obengenannten Möglichkeiten ein Zusammenhang zwischen ϕ und Φ, bei dem über einen weiten Phasenwinkelbereich Φ direkt proportional zu ϕ ist und erst für relativ große Phasenwerte von ϕ Ab weichungen von diesem linearen Zusammenhang auftreten. Die Beziehung Φ(ϕ) kann über den gesamten Bereich linear ge halten werden, indem man z. B. die Nichtlinearitäten durch eine Korrekturfunktion K(ϕ) ausgleicht, oder, als weiteres Beispiel, indem man für die Amplitudenbelegung der Antennen elemente des Peilsystems eine definierte Funktion wählt.

Wenn man die Zahl der Takte im Schaltzyklus deutlich größer wählt als die Anzahl der Antennenelemente und während der überzähligen Takte das Signal am Eingang des Empfängers auf Null setzt, d. h., den Eingang mit dem Bezugspotential verbindet, kann die Beziehung zwischen ϕ und Φ über einen größeren Winkelbereich Φ linear gehalten werden. Dies hat jedoch auch nachteilige Auswirkungen auf die Empfindlichkeit des Peilsystems.

Claims

1. Einkanal-Peilanordnung mit mehreren Richtantennen, deren Richt diagramme unterschiedlich ausgerichtet sind und sich gegen seitig überlappen, und die mit Hilfe eines Mehrwegeschalters in aufeinanderfolgenden Schalt zyklen mit jeweils mehreren Schalttakten zyklisch sequentiell an einen Empfänger angeschlossen werden, mit Einrichtungen, die die Grundwelle der von dem Empfänger registrierten Signalfolge bestimmen und aus der Phasenlage dieser Grund welle relativ zu den Schaltzyklen den Azimutwinkel der einfallenden Welle ermitteln, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtdiagramme der mehreren Richtantennen insgesamt nur einen Winkelsektor kleiner 360° überdecken, daß die Anzahl der Schalttakte des Mehrwegeschalters pro Schaltzyklus größer ist als die Anzahl der Richtantennen und daß während der über die Anzahl der Richtantennen hinausgehenden Schalttakte das Signal am Eingang des Empfängers auf Null gesetzt ist.