DE3001014C2 - Elektronischer Digitalanzeigeempfänger für das Decca-Funknavigationssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektronischen Digitalanzeigeempfänger für das Decca-Funknpvigationssystem. Die Erfindung kam. für die Messung der Phasendifferenz in dem Phasenfeld des Decca-Funknavigationssystems verwendet werden.

Allgemein bekannt ist ein Anzeigeempfänger für das Decca-Funknavigationssystem (s. beispielsweise W. I. Bykow und J. N. Nikitenko Schiffsfunknavigationsgeräte und -einrichtungen, Verlag »Transport« M. 1976), der fünf Empfangseinrichtungen enthält, von welchen vier zur Messung und die fünfte zur Erzeugung eines Pilotsignals dienen. Die vier Hauptempfangseinrichtungen und die fünfte Zusatzempfangseinrichtung sind auf die Sendefrequenzen des Decca-Funknavigationssystems abgestimmt Eine der Haupv-mpfangseinrichtungen und die fünfte Zusatzempfangseinrichtung sind auf die Frequenz 6/der Leitstation abgestimmt Die zweite, dritte und vierte Empfangseinrichtung sind jeweils auf die Frequenzen Sf,9f, S/'abgestimmt Jede Empfangseinrichtung besteht in Reihe geschaltet aus einem Hochfrequenzverstärker, einem Frequenzmischer und einem Zwischenfrequenzverstärker. Die Ausgänge jedes Zwischenfrequenzverstärker sind an die Eingänge eines Syntheseimpulsformers angeschlossen. Die Eingänge der Hochfrequenzverstärker von vier Empfangseinrichtungen sind an einen Umschalter gelegt, während der Eingang des Hochfrequenzverstärkers der fünften Empfangseinrichtung direkt an die Antenne angeschlossen ist. Die Eingänge der Mischer sind über Frequenzmultiplikatoren an einen Frequenzsynthesator gelegt. Der Frequenzsynthesator stellt eine Referenzgeneratoreinheit dar. Der Syntheseimpulsformer realisiert die lineare Summierung der auf eine Amplitude reduzierten Signale. Die resultierende Schwingung hat stark ausgeprägte Maxima mit einer Folgefrequenz

T= = , die fest nach der Phase mit den Phasen der

Komponenten des Syntheseimpulses verbunden sind. Der Ausgang der fünften Empfangseinrichtung ist an die Phasenfrequenznachlaufeinrichlung angeschlossen. Die Phasenfrequenznachlaufeinrichtung besteht in Reihe geschaltet aus einem Phasendetektor und einem Generator, der durch das von dem Phasendetektor

eintreffende Verstimmungssignal gesteuert wird, Der Ausgang der Phasenfrequenznachlaufeinrichtung ist an einen Frequenzteiler 1 :6 gelegt. Der 1/6-Frequenztei-]er dient zur Teilung der Frequenz des Signals, das vom Ausgang der auf die Frequenz der Leitstation abgestimmten Empfangseinrichtung eintrifft Die infolge der Teilung erhaltene Frequenz gilt als Bezugsfrequenz und dient zur Beseitigung der Vieldeutigkeit bei den Phasenmessungen. Zur Reduzierung der Frequenz l/i die sich infolge der Teilung der Frequenz 6/durch sechs ergibt, auf die Frequenzen 8/j 5/j 9/i auf weichen die Phasenmessungen durchgeführt werden, benutzt man jeweils Frequenzmultiplikatoren χ 8, χ 5, χ 9. Der Eingang jedes Frequenzmultiplikators ist an den Ausgang des 1/6-FrequenzteiIers und der Ausgang — an einen der Eingänge der Phasenmesser, deren anderer Eingang an den Ausgang der Empfangseinrichtungen gelegt ist, angeschlossen.

Die Phasenmesser stellen elektromechanische Kompensationsfolgesysteme dar. Als Meßelement dient bei den Folgesystemen ein Phasendreher von hoher Genauigkeitsklasse. Das elektrornechanische Folgesystem besteht aus einem Phasendetektor, de. elektrisch mit dem Motor und dem Phasendreher, welche mechanisch miteinander verbunden sind, gekoppelt ist. Das Verstimmungsssignal vom Ausgang des Phasendetektors steuert den Motor, der den Läufer des Phasendrehers bis zum Verschwinden des Verstimmungssignals dreht. Der Drehwinkel des Phasendrehers entspricht der Phasenanzeige.

Die Einrichtung zur Ermittlung der Nummer der Phasenspur ist an den Ausgang des 1/6-Teilers und den Ausgang des Systemimpulsformers angeschlossen una dient zur Beseitigung der Vieldeutigkeit der Anzeige innerhalb der auf der Frequenz \f vorgegebenen Phasenspur.

Die Einrichtung zur Ermittlung der Nummer der Phasenspur besteht aus vier Phasenf requenznachlauf ein richtungen, einem Schalter und einem Phasenmesser, deren Steuerung durch einen Synchronisator erfolgt, der ein f.ignal, dessen zeitliches Diagramm dem Frequenzstrahlungsdiagramm der Bodenstationen entspricht, erzeugt. Der Eingang des Synchnnisators ist mit dem Ausgang der Empfangseinrichtung, die auf die Frequenz der Leitstation angestimmt ist, verbunden. Zur Ermöglichung der Anfangskorrektur der Phasendifferenz und der Nulleinstellung ist em Pilotsignalformer vorgesehen. Der Pilotsignalformer rormiert eine Impulsfolge von geringer Dauer mit einer der Signalfrequenz gleichen Folgefrequenz. Die Hochfrequenzverstärker der Empfangsei,/richtungen trennen die harmonischen Komponenten, die nach der Phase bei der Entstehung der Pilotsignalimpulse übereinstimmen, ab. Hierbei wird vorausgesetzt, daß die Grundfrequenz mit Hilfe der Phasenfrequenznachlaufeinrichtung auf das Signal der Nebenstation abgestimmt ist. Ist eine der abgetrennten Frequenzen durch Teilung bzw. Multiplizierung auf eine andere Frequenz reduziert, so ist die Phasendifferenz der Schwingungen glnch Null. Diese Eigenschaft des Pilotsignals gestattet es. die Zeiger bei der Korrektur der Feinnetzanzeiger aus den willkürlichen Lagen in eine eindeutige Lage einzustellen.

Der Nachteil des beschriebenen Anzeigeempfängers ist die niedrige Zuverlässigkeit und Genauigkeit, bedingt durch die Anwendung von komplizierten mechanischen Baugruppen, wie Getriebe, Motoren, Phasendreher, die elektromechanische Systeme bilden. Darüber ist die direkte 3inführung der Information von den elektromechanischen Systemen in elektronische Rechenanlagen kompliziert.

Zwecks der Erfindung ist die Erhöhung der

Genauigkeit und Sicherheit der von dem elektronischen

ί Digitalanzeigeempfänger durchgeführten Messungen.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen solchen

elektronischen Digitalanzeigeempfänger zu schaffen, dessen schaltungsmäßige Lösung es gestattet, höhere Genauigkeit und Sicherheit der Messung zu erhalten.

IQ Dies wird dadurch erreicht, daß gemäß der Erfindung zusätzlich drei Glieder, die aus der Reihenschaltung eines Frequenzmultipiikators und eines Phasenmessers bestehen und elektrisch mit der auf die Frequenz der Leitstation abgestimmten Empfangseinrichtung gekoppelt sind, vorgesehen sind, wobei die Frequenzmultiplikatoren der Haupt- und Zusatzglieder direkt an die entsprechende Empfangseinrichtung angeschlossen sind, die Phasenmesser der Haupt- und Zusatzglieder mit den Frequenzmultiplikatoren der Haupt- und

ίο Zusatzglieder über die Reihenschaltung eines Frequenzmischers, eines Niederfrequenzsig»- :lformers und einer Phasenfrequenznachlaufeinrichtung in Verbindung stehen, die Frequerizmischer jedes Gliedes, das mit der auf die Frequenz der Leitstation abgestimmten Empfangseinrichtung verbunden ist, und des entsprechenden Gliedes, das mit der auf die Frequenz der Nebenstation abgestimmten Empfangseinrichtung in Verbindung steht, untereinander paarweise verbunden und an sie entsprechenden Eingänge des Frequenzsynthesators angeschlossen sind, jede Phasenfrequrnzeinrichtung aus der Reihenschaltung einer mit dem Frequenzsynthesator verbundenen Steuereinheit, eines Reversierzählers, eines Differenzierglieds, eines mit seinen Ausgängen an die Eingänge der Steuereinheit gelegten Pufferreversierzählers und zweier mit ihren ersten Eingängen an das Differenzierglied, mit ihren zweiten Eingängen — jeweils direkt und über einen Inverter an den Niederfrequenzsignalformer und mit ihren dritten Eingängen — an den Synchronisator angeschlossener Schalter besteht, wobei jeder Phasenmesser in Reihe geschaltet einen Reversierzähler, einen ersten Schalter, di - mit einem Eingang an den Ausgang des Difterenziergliedes einer der Phaser.frequenznachlaufeinrichtungen, welche elektrisch mit der auf die Frequenz der Leitstation abgestimmten Empfangseinrichtung gekoppelt ist, gelegt ist, einen an den Ausgang des Frequenzsynthesators angeschlossenen Zählerteiler, einen Decodierer, einen zweiten und dritten Schalter, die mit ihren ersten und zweiten Eingängen an den Decodierer, mit dem dritten Ausgang — an den Ausgang des Differenziergliedes der anderen PhasenfreqiK-nznachlaufeinrichtung, die elektrisch mit der entsprechenden auf die Frequenz der Nebenstation abgestimmten Empfangseinrichtung gekoppelt ist. mit dem vierten Eingang — an den Ausgang des Synchronisators rnd mit den Ausgängen - an die Eingänge des Reve· sierzählers angeschlossen sind, und einen zweiten Reversierzähler, der eingangsseitig mit den Ausgängen des ersten Reversierzählers in Verbii,-

6D dung steht, enth".It, während bei der Abstimmung des Anzeigeempfängers der Frequenzsynthesator zusätzlich an die Eingänge der Empfangseinrichtungen angeschlossen ist
Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein Blockschema eines Digitalanzeigeempfängers gemäß der Erfindung,

Fig.2 ein Blockschema einer Phasenfrequenznachlaufeinrichtung, gemäß der Erfindung,

F i g. 3 ein Blockschema eines Phasenmessers gemäß der Erfindung.

Der erfindungsgemäße Anzeigeempfänger enthält Empfangseinrichtungen 1,2,3,4 (F ig. 1), die jeweils auf die Signalfrequenzen 6f, 8f, 9f, 5/abgestimmt sind. Die Eingänge der Empfangseinrichtungen 1, 2, 3, 4 sind an einen Umschalter 5 angeschlossen, der im Meßbereich diese Eingänge an die Antenne 6 legt. Die Empfangseinrichtungen 1,2,3,4 enthalten in Reihe geschaltet einen Hochfrequenzverstärker 7, einen Mischer 8 und einen Zwischenfrequenzverstärker 9.

Der Hochfrequenzverstärker der Empfangseinrichtung 1, stellt einen auf die Frequenz 6/"der Leitstation abgestimmten Resonanzverstärker dar und die Empfangseinrichtungen 2, 3 und 4 haben einen auf die Frequenzen 8i 9£ 5/"abgestimmten Resonanzverstärker.

Alle Empfangseinrichtungen 1, 2, 3, 4 sind identisch ausgeführt. Ein Referenzgenerator 10 ist an den Eingang eines Synihesators 11 angeschlossen. Je ein Ausgang des Synthesators 11 ist an den Umschalter 5 und den zweiten Eingang der Mischer 8 der Empfangseinrichtungen 1,2,3,4 angeschlossen.

Der Ausgang der Empfangseinrichtung, wo die Frequenz 6? formiert wird, ist an die Eingänge von Frequenzmultiplikatoren 12, 13, 14, welche die Frequenz 6/jeweils mit vier, mit drei und mit fünf multiplizieren, angeschlossen. Die Ausgänge der Empfangseinrichtungen 2, 3, 4 sind jeweils an die Eingänge der Frequenzmultiplikatoren 15, 16, 17 angeschlossen, die die Frequenz jeweils mit drei, mit zwei und mit sechs multiplizieren. Jeder Frequenzmultiplikator 12, 13, 14, 15, 16, 17 stellt einen Phasenfrequenznachlaufring dar, der in Reihe geschaltet einen Phasendetektor 18, einen steuerbaren Generator 19 und einen Frequenzteiler 20 enthält Der Ausgang des Phasendetektors 18 der Frequenzmultiplikatoren 12,13,

14, 15, 16, 17 ist an den Eingang des steuerbaren Generators 19 der Frequenzmultiplikatoren 12, 13, 14,

15, 16, 17 gelegt Der Ausgang des steuerbaren Generators 19 ist über den Teiler 20 an den Eingang des Phasendetektors 18 angeschlossen. Der zweite Eingang des Phasendetektors 18 der Frequenzmulliplikatoren 12,13,14 ist an den Ausgang der Empfangseinrichtung 1 und der zweite Eingang der Phasendetektoren 18 der Frequenzmultiplikatoren 15, 16, 17 — jeweils an den Ausgang der Empfangseinrichtungen 2,3, 4 gelegt Die Ausgänge der Frequenzmultiplikatoren 12, 13, 14, 15,

16, 17 sind jeweils an die ersten Eingänge der Mischer 21, 22, 23, 24, 25, 26 gelegt Die zweiten Eingänge der Mischer 21, 22, 23, 24, 25, 26 sind mit dem Synthesator 11 verbunden, Hierbei sind die zweiten Eingänge der Mischer 21,24, die zweiten Eingänge der Mischer 22,25, die zweiten Eingänge der Mischer 23, 26 miteinander vereinigt Die Ausgänge der Mischer 21, 22, 23, 24, 25, 26 sind jeweils an die Eingänge der Niederfrequenzsignalformer 27,28,29,30,31,32 angeschlossen.

Die Niederfrequenzsignalformer 27,28, 29, 30,31,32 sind von gleicher Ausführung und enthalten in Reihe geschaltet ein Niederfrequenzfilter (abgestimmt auf die Frequenz /"«), ein Phasendrehglied 34 und einen Begrenzungsverstärker 35, der ein Rechtecksignal formiert Die Ausgänge der Niederftequenzsignalformer sind jeweils an die Eingänge der Phasenfrequenznachlaufeinrichtungen 36,37,38,39,40,41 angeschlossen. Die zweiten Eingänge der Phasenfrequenznachlaufeinrichtungen 36, 37, 38, 39, 40, 41 sind an den

Synlhesator 17 angeschlossen. Die Phasenfrequenznachlaufeinrichlungen 36, 37, 38, 39, 40, 41 sind von ähnlicher Ausführung und enthalten in Reihe geschaltet eine Steuereinheit 42 (F i g. 2), einen Reversierzähler 43, ein Differenzierglied 44. Der Ausgang des Differenziergliedes 44 ist an die ersten Eingänge des Schalters 45 und des Schalters 46 gelegt. Der zweite Eingang des Schalters 45 steht mit dem Begrenzungsverstärker 35 der Niederfrequenzsignalformer 27,28,29,30,31,32 in Verbindung. Der zweite Eingang des Schalters 46 ist an die Bregrerizungsverstärkef 35 der Niederfrequenzsignalformer 27, 28, 29,30, 31,32 über einen Inverter 47 gelegt. Der Ausgang des Schalters 46 und des Schalters 45 ist an die Eingänge eines Pufferreversierzählers 48 gelegt. Der Ausgang des Pufferreversierzählers 48 ist an den einen Eingang der Steuereinheit 42 gelegt, deren anderer Eingang an den Ausgang des Synthesators 11 angeschlossen ist. Das Differenzierglied 44 formiert einen Kurzimpuls, der an die Vorderflanke des vom Umkehrzähler43 geformten Impulses gebunden ist. Der Fuflerreversierzähler 48 gibt die Zeit des Phasenfrequenznachlaufs vor. Die Kapazität des Zählers 48 wird durch die erforderliche Zeit des Phasenfrequenznachlaufs bestimmt. Die Phasenfrequenznachlaufeinrichtungen 36, 37, 38, 39, 40, 41 sichern im Folgebetrieb eine Nachstimmung der Frequenz des Synihesators 11 auf die Frequenz und Phase des Signals. Die Ausgänge der Phasennachlaufeinrichtung 36 und 39 sind an die Eingänge des Phasenmessers 49 angeschlossen. Die Ausgange der Phasenfrequenznachlaufeinrichtungen 37 und 40 sind an die Eingänge des Phasenmessers 50 gelegt. Die Ausgänge der Phasenfrequenznachlaufeinrichtungen 38 und 41 sind an die Eingänge des Phasenmessers 51 gelegt.

Die Phasenmesser 49,50,51 (F i g. 3) sind von gleicher Ausführung und enthalten einen Schalter 52, dessen Ausgang mit einem der Eingänge eines Zählerteilers 53 verbunden ist. Der zweite Eingang des Zählerteilers 53 ist an den Ausgang des Synthesators 11 gelegt während der Ausgang des Zählerteilers 53 über einen Decodierer

54 an die ersten und zweiten Eingänge eines Schalters

55 und 56 angeschlossen sind. Die Ausgänge der Schalter 55 und 56 sind an die Eingänge eines Reversierzählers 57 gelegt. Der eine Ausgang des Reversierzählers 57 ist an einen der Eingänge des Schalters 52 gelegt während der andere Ausgang des Reversierzählers 57 — an den Eingang eines Reversierzählers 58 angeschlossen ist Die dritten Eingänge des Schalters 55 und des Schalters 56 des Phasenmessers 49 sind an den Ausgang der Phasenfrequenznachlaufeinrichtung 36 gelegt Die dritten Eingänge des Schalters 55 und des Schalters 56 des Phasenmessers 50 sind an den Ausgang der Phasenfrequenznachlaufeinnchtung 37 gelegt Die dritten Eingänge des Schalters 55 und des Schalters 56 des Phasenmessers 51 sind an den Ausgang der Phasenfrequenznachlaufeinrichtung 38 angeschlossen. Der zweite Eingang des Schalters 52 des Phasenmessers 49 steht mit dem Ausgang der Phasenfrequenznachlaufeinrichtung 39 in Verbindung.

Der zweite Eingang des Schalters 52 des Phasenmessers 50 ist an den Ausgang der Phasenfrequenznachlaufeinrichtung 40 gelegt Der zweite Eingang des Schalters 52 des Phasenmessers 51 ist mit dem Ausgang der Phasenfrequenznachlaufemrichtung 41 verbunden. An die Ausgänge der Empfangseinrichtungen 1, 2, 3, 4 ist ein Syntheseimpulsformer 59 angeschlossen. Der Syntheseimpulsformer 59 realisiert die lineare Summierung der auf eine Amplitude reduzierten Signale und

trennt die resultierende Schwingung ab, die stark ausgeprägte Maxima mit einer Folgeperiode T= -—■

hat, deren Phase fest mit den Phasen der Impulskomponenten verbunden ist.

An den Ausgang der Empfangseinrichtung 1 ist ein Synchronisator 60 gelegt, weicher mit seinem Ausgang an eine Einrichtung 61 zur Ermittlung der Nummer der Phasenspur angeschlossen ist. Der Synchronisator 60 siehst die Erzeugung eines Signals mit einem Zeitdiagramm, das dem Frequenzzeildiagramm der Bodensalionen entspricht. Die vom Synchronisator 60 geformten Impulsfolgen, deren Dauer «ler Frequenzstrahlungsdauer der einzelnen Bodenstationen entspricht, steuern die Phasenfrequenznachlaufeinrichtungen 36,37,38,39,40,41 und die Phasenmesser 49,50,51. Der Synchronisator 60 ist an die dritten Eingänge des Schalters 45 und des Schalters 46 der Phasenfrequenznachlaufeinrichtungen 36,37,38,39,40,41 sowie an die vierten Eingänge des Schalters 55 und des Schalters 56

UCl r ttaaciiiiicsaci τ?ι ju, ji augc3i.mir33Gii.

Der Ausgang des Syntheseimpulsformers 59 ist an den Eingang der Einrichtung 61 zur Ermittlung der Nummer der Phasenspur angeschlossen. Die Einrichtung 61 zur Ermittlung der Nummer der Phasenspur enthält vier Phasenfrequenznachlaufeinrichtungen 62. 63,64,65 einen Phasenmesser 66 und einen Schalter 67.

Die Phasenfrequenznachlaufeinrichtungen 62, 63, 64, 65 sind von gleicher Ausführung, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist.

Die Steuereinheit 42 (F i g. 2) der Phasenfrequenznachlaufeinrichtungen ist an den Ausgang des Synthesator ! 1 gelegt, der andere Eingang des Schalters 45 und der Eingang des Inverters 47 der Phasenfrequenznachlaufeinrichtungen sind mit dem Ausgang des Syntheseimpulsformers 59 verbunden. Der dritte Eingang des Schalters 45 und des Schalters 46 ist an den Ausgang des Synchronisators 60 gelegt.

Die Ausgänge der Phasenfrequenznachlaufeinrichtungen 62, 63, 64, 65 (Fig. 1) sind an die Eingänge des Phasenmessers 66 über den Schalter 67 gelegt. An die Eingänge des Schalters 67 ist auch der Synchronisator 60 gelegt.

Der Phasenmesser 66 ist gemäß F i g. 3 ausgeführt. Der zweite Eingang des Schalters 52 (F i g. 3) des Phasenmessers 66 ist mit dem Ausgang des Schalters 6 (Fig. I) verbunden. Der dritte Eingang des Schalters 55 (F i g. 3) und des Schalters 56 des Phasenmessers 66 ist mit dem Ausgang der Phasenfrequenznachlaufeinrichtung 62 (F i g. 1) verbunden.

Der vierte Eingang des Schalters 55 (F i g. 3) und des Schalters 56 des Phasenmessers 66 ist an den Ausgang des Synchronisators 60 (F i g. 1) angeschlossen.

Der elektronische Digitalanzeigeempfänger funktioniert wie folgt Der Anzeigeempfänger hat zwei Betriebszustände und zwar: »Nullkorrektur« und »Arbeitit

Zur Sicherung des ersten Betriebszustandes wird mit Hilfe des Umschalters 5 der Synthesator 11 an die Eingänge der Empfangseinrichtung 1,2,3,4 gelegt. Der Frequenzsynthesator 11 erzeugt ein Pilotsignal. Das Pilotsignal wird als Impulsfolge von geringer Dauer mit einer der Grundfrequenz des Signals gleichen Folgefrequenz formiert Dank solch einer Dauer und der steilen Flanke der Pilotsignalimpulse lassen sich aus dem Spektrum derselben mittels der auf die Frequenzen 6i 8f, 9f, 5/abgestimmten Empfangseinrichtungen 1,2,3,4 die harmonischen Komponenten, deren Phasen übereinstimmen, abtrennen. Auf diese Weise werden die in der Empfangseinrichtungen 1, 2,3, 4 verursachten Phasenverschiebungen kompensiert, was eine notwendige und ausreichende Bedingung zur Formierung eines synthesierten Impulses ist.

Im Korrekturbetrieb wird an den Phasenmessern auch die Nulianzeige durch Nachstellung des Phasendrehgliedes 34 der Niederfrequenzsignälformer 27, 28, 29, 30, 31, 32 eingestellt. Somit findet im Korrekturbetrieb eine Kompensierung der beim Durchlaufen aller Signalverarbeitungseinheiten entstehenden Phasenverschiebungen statt.

In dem zweiten Betriebszustand des Anzeigeempfängers legt der Umschalter 5 die Antenne 6 an die Eingänge der Hochfrequenzverstärker 7 der Empfangseinrichtungen 1, 2, 3, 4. Die Hochfrequenzverstärker 7 der Empfangseinrichtungen trennen die erste Harmonische der Signale ab und filtern die Signale von den Störungen ab. Die Zwischenfrequenzen am Ausgang der Zwischenfrequenzverstärker 9 der Empfangsein-

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der Signalfrequenz in dem Mischer 8 der Empfangseinrichtungen 1, 2, 3, 4 von der Signalfrequenz des Synthesators 11. Am Ausgang des Zwischenfrequenz· Verstärkers 9 der Empfangseinrichtung 1 erscheint ein Signal mit einer Frequenz F=6A-6f. Am Ausgang des Zwischenfrequenzverstärkers 9 der Empfangseinrichtung 2 erscheint ein Signal mit einer Frequenz 8F= 8Δ -8f. Am Ausgang des Zwischenfrequenzverstärkers 9 der Empfangseinrichtung 3 wird ein Signai mit der Frequenz 9F= 9<d - 9/formiert. Am Ausgang des Zwischenfrequenzverstärkers 9 der Empfangseinrichtung 4 wird ein Signal mit der Frequenz 5F= 5Δ - 5. formiert. Hierbei sind 6/1.8Δ, 9Δ, 5Δ die Frequenzen dei Signale am Ausgang des Frequenzsynthesators 11. Ar den Ausgängen der Frequenzmultiplikatoren 12,13, 14 15, 16,17 werden Signale jeweils mit der Frequenz 24/ 18/; 30i 24/; 18/; 30/7ormiert. Die Frequenzmultiplikato ren 12,13, 14,15,16,17 sind von ähnlicher Ausführung und funktionieren wie folgt Der Phasendetektor If formiert eine Spannung, die der Verstimmung der Phase des an einem der Frequenzmultiplikatoren 12 eintref fenden Signals und der Phase des vom Ausgang de: Frequenzteilers 20 eintreffenden Signals von gleichei Frequenz proportional ist Die Verstimmungsspannunj vom Ausgang des Phasendetektors 18 wirkt auf der steuerbaren Generator 19 ein. wobei seine Frequen; und Phase derart geändert werden, daß die Phase unc Frequenz des am ersten Eingang des Phasendetektor! 18 eintreffenden Signals mit der Frequenz und Phase des vom Frequenzteiler 20 geformten Signals überein stimmen. Der Multiplikator wird durch die Kapazitä des Frequenzteilers 20 bestimmt

An den Ausgängen der Mischer 21, 22, 23, 24, 25, 2f erscheinen Signale mit der Frequenz:

[(24F + /,,) - 24F] = /„; [(18F + /,,) -

[(30 F + /„) - 30 F] - /„; [(24 F + /„) -24F]=Zh

[(18F + /„) - 18F] =/„ [(30F + /_w) - 30F] =/„

Die Signale mit der Frequenz
(24F+ /„). (18F+ Ζ"«), (30F-f f„)

werden am Ausgang des Frequenzsynthesators 1 formiert Die Frequenzen der von den Mischern 21, 22 23, 24, 25, 26 geformten Signale sind einander gleich Die Niederfrequenzfiltef 33 der Niederfrequertzsignäl

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former 27, 28, 29, 30, 31, 32 trennen die erste Harmonische der Frequenz Λ/ ab. Die Signale der Frequenz fn durchlaufen das Phasendrehgl'ied 34 der Nicderfrequenzsignalformer 27, 28, 29, 30, 31, 32 und gelangen zum Eingang der Begrenzungsverstärker 35 der Niederfrequenzsigrtalformer 27, 28, 29, 30, 31, 32. Die Begrenzungsverstärker 35 der Niederfrequenzsignalformer 27, 28, 29, 30, 31, 32 formieren Rechtecksignale, die auf die Phasenfrequenznachlaufeinrichtungen 36, 37, 38, 39, 40, 41 gegeben werden.

Die Frequenz des Signals von dem Frequenzsynthesator 11 wird von dem Reservierzähler 43 der Phasenfrequenznachlaufeinrichtungen 36,37,38,39,40. 41 (Fig. 2) bis auf den der Frequenz fn gleichen Wert geteilt. Die Kurzimpulse vom Ausgang des Differenzier gliedes 44 werden auf den Schalter 45 und 46 gegeben und gelangen je nach dem. welcher der Schalter 45, 46 offen ist, zu den Eingängen des Pufferreversierzählers 48. Der Pufferreveriserzähler 48 speichert die Impulse bis 2UH! Libciiäüf, wLmäCfr 6ίΠ Ubcriäüfimpüls auf uiC Eingänge der Steuereinheit 42 gegeben wird. Die Steuereinheit 42 summiert die vom Ausgang des Pufferreversierzählers 48 eintreffenden Überlaufimpulie mit der Impulsfolge des Frequenzsynthesators 11 im Falle, wenn die Phase des am Ausgang des Reversierzählers 44 geformten Signals der Phase des von einer der Niederfrequenzsignalformiereinrichtungen 27, 28, 29, 30, 31, 32 erzeugten Signals nacheilt. Die Steuereinheit zieht die vom Ausgang des Pufferreversierzählers 48 eintreffenden Überlaufimpulse von der impulsfolge des Synthesators 11 ab, falls die Phase des am Ausgang des Reversierzählers 44 geformten Signals der Phase des von einer der Einrichtungen 27,28,29,30, 31, 32 geformten Signals voreilt. Somit wird die Phase des von dem Reyersierzähler 43 geformten Signals entsprechend der Änderung der Phase des am Eingang der Phasenfrequenznachlaufeinrichtungen 36,37,38,39, 40,41 eintreffenden Signals verändert. Die Arbeitsordnung und Arbeitszeit der Phasenfrequenznachlaufeinrichtung wird von dem Synchronisator 60 vorgegeben.

Die Phasenmesser 49, 50, 51 messen die Phasendifferenz zwischen den von den Phasenfrequenznachlaufeinrichtungen 36 und 35,- 37 und 40; 38 und 41 geformten Signalen. Der von dem Differenzierglied 44 der Phasenfrequenznachlaufeinrichtungen 36,37,38,39,40, 41 geformte Impuls öffnet den ersten Schalter 52 (F i g. 3) der Phasenmesser 49,50,51 und stellt auf diese Weise in dem Zähler 53 die Werte des Reversierzählers 57 ein. Nach der Einstellung des Urspningwertes in dem Zähler 53 der Phasenmesser 49, 50, 51 beginnt die Zählung der von dem Synthesator 11 geformten Impulse. Der Zähler 53 zählt die der Ergänzung zur Phasendifferenz (1 — a) gleiche Impulszahl aus, wobei a- eine der Phasendifferenz in Periodenbruchteilen entsprechende Größe ist Hierauf trifft das von dem Differenzierglied 44 (F i g. 2) einer der Phasenfrequenznachlaufeinrichtungen 36, 37, 38 geformte Signal am Eingang des Schalters 55 (F i g. 3) und des Schalters 56 ein.

Je nachdem, welcher Schalter 55 oder 56 offen ist, wird der Impuls entweder auf den Summierereingang oder auf den Subtrahiereingang des Reversierzählers 57 gegeben. Entspricht der Phasendifferenz ein zufälliger Wert K des Reversierzählers 57, so stellt der den Schalter 52 öffnende Impuls den Wert K in dem Zähler 53 ein. Hierauf wird die Impulszahl r ausgezähh, die de*· Ergänzung zur Phasendifferenz entspricht Der Zustand des Zählers 53 nach Beendigung der Zählung, d. h. beim Eintreffen den Impulses von dem Differenziergüed 44 (Fig. 2) ein«" der Phasenfrequenznachlaufeinrichtungen 36,37,38 ist gleich k+r=N.

Der Decodierer 54 (Fig. 3) formiert in diesem Falle ■j ein Potential, das die Schalter 55 und 56 sperrt. Die Größe yVisl die volle Zählkapazität. Der Zustand des Reversierzählers 57 wird nicht geändert. Das Verbot der Phasendifferenzmessung wird auch mit Hilfe des Synchronisators formiert. Ist der Wert des Reversier-Zählers 57 größer als der Wert der zu messenden Phasendifferenz, so sind die Werte k + r des Zählers 53 zum Zeitpunkt des Eintreffens des Impulses vom Ausgang der Phasenfrequenznachlaufeinrichtungen 36, 37, 38 gleich /, wobei / <0,5 N ist. Der Decodierer 54 formiert bei Werten des Zählers 53 von /<0.5/V ein Potential, das den Durchlauf der Impulse vom Ausgang der Phasenfrequenznachlaufeinrichtungen 36, 37. 38 über den Schalter 56 zum Subtraktionseingang des Reversierzählers 57 freigibt, wobei sein Wert bis auf den

£\J TT CI I UCI UUCl ClUatlllllllUllg Ut-J r\tf£,i>!g\. tv ^I *,\*v neu K1\.T zu messenden Phasendifferenz vermindert wird. Auf ähnliche Art arbeitet der Phasenmesser 49, 50, 51 bei Anfangswerten des Reversierzählers 57. die kleiner als der Wert der zu messenden Phasendifferenz ist.

Liegt der wahre Phasendifferenzwert a innerhalb des Bereiches 0 <a <0.25. die Ergänzung bis zur Phasendifferenz innerhalb des Bereiches 0.75 < 1 - a < 1 und der Wert des Reversierzählers 57 innerhalb des Bereiches 0,75 N < I < N. so ist der Wert k+ rdes Zählers 53 zum Zeitpunkt des Eintreffens der Impulse von den Phasenfrequenznachlaufeinrichtungen 36,37,38 gleich /, wobei /> 0,5/v" ist. Der Decodierer 54 formiert bei einem Wert des Zählers 53 von />0.5A/ein Signal, das den Durchlauf der Impulse von den Phasenfrequenznachlaufeinrichtungen 36, 37, 38 über den Schalter 55 zum Summiereingang des Reversierzählers 57 freigibt, wobei sein Wert bis auf den Phasendifferenzwert a erhöht wird. Am Ausgang des Reversierzählers 57 wird ein Überlaufimpuls formiert, der vom Zähler 58. der zum Zähisn der vollen Phasenwinkel (Zyklen) dient, registriert wird. Somit folgen die beschriebenen Phasenmesser 49, 50, 51 der Meßphast-ndifferenz mit einer Geschwindigkeit, die durch die Frequenz der zu messenden Signale bedingt ist Das Polgen der Meßphasendifferenz erfolgt immer auf kürzestem Wege. Die Phasenmesser 49, 50, 51 messen die Phasendifferenzen innerhalb einer Feinspur und registrieren die Zahl der gemessenen Feinspuren (vollen Phasenzylden). Auf diese Weise wird die Nummer der

so Feinspur ermittelt. Die Arbeitszeit und Arbeitsanordnung der Phasenmesser 49, 50, 51 wird durch den Synthesator 60 vorgegeben.

Zur Beseitigung der Vieldeutigkeit der Anzeige ist bei dem Decca-Navigationssystem eine Ausstrahlung von Grobfrequenznetzsignalen (Spurerkennungssignalen) vorgesehen. Bei der Ausstrahlung von Grobfrequenznetzsignalen wird am Ausgang des Syntheseimpulsformers 59 (Fig. 1) eine resultierende synthesierte Schwingung formiert, die stark ausgeprägte Maxima mit einer Folgeperiode T— — aufweist Die Phasenfre-

quenznachlaufeinrichtungen 62, 63, 64, 65 stimmen die Phase des Signals des Frequenzsynthesators 11 auf die Phase der synthesierten Schwingung ab. Die Steuerung der Phasenfrequenznachlaufeinrichtungen 62,63,64,65, des Phasenmessers 66 und des Schalters 67 erfolgt durch den Synchronisator 60, der die Durchführung der Messungen nur für die Zeit der Ausstrahlung der

Gmbfrequenznetzsignale freigibt.

Der Schalter 67 legt abwechselnd die Ausgänge d-:r Phasenfrequenznachlaufeinrichlungen an den Eingang des Phaoenmessers 66. Die Reihenfolge des Anlegens der Phasenfrequenznachlaufeinrichtungen 63, 64, 65 an den Eingang des Phasenmessers wird Jurch den Synchronisator 60 bestimmt.

Die Ergebnisse der Präzisionsmessungen auf den Frequenzen 24F, 18F, 30F werden jeweils von den Phasenmessern 49,50,51 erfaßt.

Der Phasenmesser 66 der Einrichtung 61 zur Ermittlung der Feinspur ermittelt und erfaßt die Phasendifferenz, die der Nummer der Feinspur inner-

halb der auf der Frequenz IF vorgegebenen Spur entspricht. Der von den Phasenmessern 66, 49, 50, 51 gemessene Wert gestattet die eindeutige Ermittlung der Nummer der Feinphasenspur und der Phasenverschiebung innerhalb einer Feinphasenspur.

Die beschriebene Lösung des Digitalanzeigeempfängers für das Decca-Funknavigationssystem gestattet es, die Meßgenauigkeit und die Meßstörsicherheit durch Reduzierung der Signale auf die Tieffrequenz (Tonfrequenz) zu erhöhen und hochpräzise Messungen 1 '.'t höherer Sicherheit, die durch Anwendung von digitalen Phasenfrequenznachlaufeinrichtungen und digitalen Folgephasenmessern'erreicht wird, zu realisieren.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Elektronischer Digitaianzeigeempfänger für das Decca-Funknavigationssystem, der Empfangseinrichtungen, auf deren Eingänge bei der Messung des Navigationsparameters ein Signal direkt von der Antenne eintrifft und eine von welchem auf die Frequenz der Leitstation abgestimmt ist, während die anderen auf die Frequenzen der Mebenstationen abgestimmt sind, einen an jeden der Empfangseinrichtungen angeschlossenen Syntheseimpulsformer, einen an den Ausgang der Empfangseinrichtung, die auf die Frequenz der Leitstation abgestimmt ist, angeschlossenen Synchronisator, eine an den Ausgang des Syntheseimpulsformer angeschlossene Einrichtung zur Ermittlung der Phasenspur, einen an jede Empfangseinrichtung angeschlossenen Frequenzsynthesator, einen an den Frequenzsynthesator angeschlossenen Referenzgenerator, Glieder, die in Reihe ge ehaltet aus einem Frequenzmuitiplikator und einem Pnasenrnesser zur Bestimmung der dem Navigationsparameter entsprechenden Signalphasendifferenz bestehen und elektrisch mit jeder auf die Frequenz der Nebenstation abgestimmten Empfangseinrichtung gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß e- zusätzlich drei Glieder, die aus der Reihenschaltung eines Frequenzmultiplikators (12, 13,14) und eines Phasenmessers (49) bestehen und elektrisch mit der auf die Frequenz der Leitstation abgestimmten Empfangseinrichtung (1) gekoppelt sind, enthält, wobei die Frequenzmultiplikatoren (12, 13, 14, 15, 16 17) der Haupt- und Zusatzglieder direkt an die entsprechende Empfangseinrichtung (1, 2, 3, 4) angeschlossen sind, die Phasenmesser (49, 50, 51) der Haupt- und Zusatzglieder mit den Frequenzmultiplikatoren (12,13,14, 15, 16, 17) der Haupt- und Zusatzglieder über die Reihenschaltung aus einem Frequenzmischer (21,22, 23, 24, 25, 26) einem Niederfrequenzsignalformer (27,28,29,30,31, 32) und einer Phasenfrequenznachlaufeinrichtung (36,37, 38,39,40, 41) in Verbindung stehen und daß die Frequenzmischer (21, 22, 23, 24, 25, 26) jedes Gliedes, das mit der auf die Frequenz der Leitstation abgestimmten Empfangseinrichtung (1) verbunden ist, und des entsprechenden Gliedes, das mit der auf die Frequenz der Nebenstation abgestimmten Empfangseinrichtung (2, 3, 4) in Verbindung steht, untereinander paarweise verbunden und an die entsprechenden Eingänge des Frequenzsynthesators (11) angeschlossen sind, jede Phasenfrequenznachlaufeinrichtung (36, 37, 38, 39, 40, 41) aus der Reihenschaltung einer mit dem Frequenzsynthesaior (11) verbundenen Steuereinheit (42), eines Reversierzählers (43), eines Differenzicrglieds (44), eines mit seinen Eingängen an die Ausgänge der Steuereinheit (42) gelegten Pufferreversierzählers (48) und zweier mit ihren ersten Eingängen an das Differenzierglied (44), mit ihren zweiten Eingängen — jeweils direkt und über einen inverter (47) an den Niederfrequenzsignalformer (27, 28, 29, 30, 31, 32) und mit ihren dritten Eingängen — an den Synchronisätöf (60) angeschlossener Schalter (45, 46) besteht, wobei jeder Phasenmesser (49, 50, 51, 66) in Reihe geschaltet einen Reversierzähler (57), einen ersten Schalter (52), der mit seinem Eingang an den Ausgang des Differenziergliedes (44) einer der Phasefrequenznachlaufeinrichtungen (59, 40,41), welche elektrisch mit der auf die Frequenz der Leitstation abgestimmten Empfangseinrichtung (1) gekoppelt ist, gelegt ist, einen an den Ausgang des Frequenzsynthesators (11) abgeschlossenen Zählerteiler (53), einen Decodierer (54), einen zweiten und dritten Schalter (55, 56), die mit ihren ersten und zweiten Eingängen an den Decodierer (54), mit dem dritten Ausgang ·- an den Ausgang des Differenziergliedes (44) der anderen Phasenfrequenznachlaufeinrichmng (36,37, 38,62), die elektrisch mit der entsprechenden auf die Frequenz der Nebenstation abgestimmten Empfangseinrichtung (2, 3, 4) gekoppelt ist, mit dem vierten Eingang an den Ausgang des Synchronisators (60) und mit den Ausgängen an die Eingänge des Reversierzählers (57) angeschlossen sind, und einen zweiten Reversierzähler (58), der eingangsseitig mit den Ausgängen des ersten Reversierzählers (57) in Verbindung steht, enthält, und daß bei der Abstimmung des Anzeigeempfängers der Frequenzsynthesator (11) zusätzlich an die Eingänge der Empfangseinrichtungen (1,2,3,4) angeschlossen ist.