DE3010957C2 - Funkpeiler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Funkpeiler gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie er insbesondere bei Schiffen, Landfahrzeugen und Flugzeugen Verwendung findet.

Aus der DD-Patentschrift 80 242 ist ein selbsttätiger Funkpeiler zur Messung des Phasenunterschiedes einer Empfängerausgangsspannung und einer Spannung gleicher Niederfrequenz bekannt, der keinerlei Drehelemente besitzt und ausschließlich mit elektronischen Schaltsystemen ausgestattet ist. Bei diesem Funkpeiler erfolgt die Phasenmessung automatisch in gleichen Zeitabständen innerhalb einiger Sekunden, wobei das digital angezeigte Ergebnis das arithmetische Mittel von η Messungen darstellt

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Funkpeiler zu schaffen, der eine schnelle Messung des sich ändernden Phasenunlerschiedes ermöglicht, der Störungen nicht aufnimmt, so daß eine Korrektur aufgenommener Störungen nicht nötig ist, und der keinen ausgeprägten Fehler durch den Installationszustand der Antennen aufweist.

Gelöst wird die Aufgabe für einen Funkpeiler der eingangs charakterisierten Art erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen 2 bis 13 sowie der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Insbesondere betrifft vorliegende Erfindung einen Funkpeiler, bei welchem ein Oszillator für die Erzeugung mehrerer Wechselspannungssignale vorgesehen ist, wobei jedes Signal einen Phasenwinkel entsprechend der Ausgestaltung jeder der Richtantennen besitzt. Die Ausgangssignale der Richtantennen werden mit den entsprechenden Wechselspannungssignalen moduliert. Die somit erhaltenen modulierten Ausgangssignale werden zu dem Ausgangssignal einer nichtgerichteten Antenne addiert, wobei ein resultierendes Ausgangssignal erzeugt wird, das auf einen Empfänger gegeben wird. Die Phase des j» Ausgangssignals des Empfängers unterliegt einem automatischen Nachlauf und wird auf einer Darstellungseinheit dargestellt, so daß die Ankunftsrichtung der aufgefangenen Welle in einer numerischen Abbildung dargestellt wird.

Jj Die Vorteile des erfindungsgemäßen Funkpeüers sind folgende:

a) Es kann eine ungerade Anzahl von Richtantennen verwendet werden.

■i« b) Mehrere Richtantennen können in Bezug aufeinander unter gewünschten Winkeln angeordnet werden, und es ist möglich, die Phase des Ausgangssignals eines Oszillators auf der Basis der Anordnung mehrerer Richtantennen einfach einzustellen.

c) Ein beschleunigter automatischer Phasen-Nachlauf kann erzielt werden.

d) Das automatische Phasen-Nachlaufverfahren kann angehalten werden, wenn eine Störwelle mit einer

>ii schwachen relevanten Welle kombiniert ist, oder wenn atmosphärische Störungen angetroffen werden, und das Verfahren kann unmittelbar nach dem Verschwinden einer solchen Störung wiederaufgenommen werden.

j5 e) Ein durch den Installationszustand der Antennen festgelegter, ausgeprägter Fehler kann automatisch korrigiert werden.

Anhand von in den Figuren der beiliegenden Zeichbi> nung dargestellten Ausführungsbeispielen sei im folgenden die Erfindung näher beschrieben.

Es zeigen:

F'.Z- 1 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispieles des srfindungsgemäßen Radio-Funkpeilers;
^ Fig. 2 ein Signaldiagramm zur Veranschaulichung der Wirkungsweise des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 1;

Fig. 3 ein Blockdiagramm eines weiteren Ausfüh-

rungsbeispieles der Erfindung, wobei Richtantennen unter einem ungleichen Winkel angeordnet sind, und wobei die Antennen-Ausgangssignale weiter mit dem Ausgangssignal eines zweiten Oszillators moduliert sind;

Fig. 4 ein Blockdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispicles der Erfindung, wobei ein automatischer Phasen-Nachlauf in einer höheren Geschwindigkeit gegenüber dem Ausfuhrungsbeispiel gemäß Fig. 1 erzielt wird;

Fig. 5 ein Blockdiagramm eines weiteren konkreten Ausfuhrungsbeispieles für den Phasen-Nachlauf und die Darstellung in den Fig. 1 bzw. 4;

Fig. 6 ein Blockdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispieles der Erfindung, wobei der automatische Phasennachiauf angehalten wird, wenn Slörungsweilen höherer Intensisität vorliegen, oder wenn eine starke atmosphärische Störung vorliegt, und wobei der automatische Phasen-Nachlauf wieder aufgenommen wird, wenn nur die relevanten Wellen mit niedrigem Pegel empfangen werden;

Fig. 7 ein Blockdiagramm eines weiteren Ausführungsbeispieles der Erfindung, bei welchem ein ausgeprägter Fehler aufgrund des Installationszustandes der gerichteten Antennen automatisch korrigiert wird, und

Fig. 8 ein Signaldiagramm zur Veranschaulichung der Wirkungsweise des Ausfuhrungsbeispieles gemäß Fig. 7.

Gemäß Fig. l,dieein Blockdiagramm eines Ausfuhrungsbeispieles der Erfindung zeigt, sind ein Paar Rahmenantennen A„ und A_n senkrecht zueinander angeordnet, und ihre Ausgangssignale sind an entsprechende abgeglichene Modulatoren M_n und M_n angeschlossen. Ein Referenzzähler /V_m zählt wiederholt die Ausgangssignale eines Taktimpulsgenerators O. Der Zähler A_n, besitzt eine Zählkapazität von 360 Zählimpulsen, und die Ausgangssignale der Flip-Flop-Schaltkreise F_h und F₁, die durch Signale gesteuert werden, die ihnen von dem Referenzzähler N_1n zugeführt werden, wenn der Zählsland 0 und 180 und 90 und 270 beträgt, sind entsprechend an die Modulatoren M_n und M_n angeschlossen. Die Ausgangssignale dieser Modulatoren und ein phasenverschobenes Ausgangssignal einer Seitenbestimmungsantenne A,, das durch einen Phasenschieber /^geliefert wird, werden in einem Additionsschaltkreis S kombir^ert, dessen Ausgang einem Empfänger R zugeführt ist. Die Winkelfrequenz entsprechend der umgekehrten Zählperiode des Zählers N_n, d. h., die für die Zählung von 360 Taktimpulsen erforderliche Zeitperiode, ist mit ρ bezeichnet. Die Flip-Flop-Schaltkreise F und F. übertragen Rechieck-Impuise, deren Grundwellen durch sin pt und cos pt entsprechend definiert sind. Unter der Annahme, daß eine Radiowelle mit einer Intensität E₀ unter einer Winkelrichtung von θ im Hinblick auf die Achse der Antenne A_n auftritt, weisen die Ausgangssignale E_n und E_w der Modulatoren M_n und M,. folgende Werte auf:

Dieses Ausgangssignal wird mit dem Ausgangssignal der nichtgerichteten Antenne A_x kombiniert, und das sich ergebende Signal wird auf dem Empfänger R aufgeschaltet. Das in dem Empfänger R erhaltene Ausgangssignal e stellt sich daher folgendermaßen dar:

e = Ksin(pt + Θ)

E_n = E₀ cos Θ sinp/
E_w = E₀ sin θ cos pt

Das sich ergebende Ausgangssigna] E stellt sich folgendermaßen dar:

E= E_n+ £„. = E_n sind {pt + θ)

(3)

ίο In dieser Gleichung stellt Afeinen Wert dar, der durch die Empfindlichkeit des Empfängers R festgelegt ist. Mit anderen Worten erzeugt der Empfänger/? ein Signal mit einem Phasenwinkel θ in Übereinstimmung mit der Ankunftsrichtung der Welle und mit einer Winkelfrequenz entsprechend der umgekehrten Periode der rein elektrischen Drehung der Richtung der Antennen gemäß der Gleichung (4). Dieses Ausgangssignal wird auf einen Impulsformungsschaltkreis W zwecks Umwandlung in eine Rechteck-Welle gegeben, die in Fig. 2 unter b dargestellt ist. Das Referenzsignal E₀ sin pi ist in Fig. 2 unter a dargestellt.

Die Taktimpulse des Taktimpulsgenerators Owerden benutzt, um das Phasen-Nachlaufsystem P zu betreiben. Insbesondere werden die Taktimpulse über eine Steuerung K_q einem automatischen Phasen-Nachlaufzähler N₁₁ aufgeschaltet, der eine Zählkapazität von 360 Impulsen besitzt, und die von dem Zähler N₁₁ bei einem Zählstand von 10 und 350 abgegebenen Signalen werden benutzt, um einen Flip-Flop-Schaltkreis F_a

M) anzusteuern. Der Schaltkreis F_a erzeugt somit ein Ausgangssignal, wie es in Fig. 2 unter d_x dargestellt ist an einem seiner Ausgangsanschlüsse, und dieses Ausgangssignal und das Ausgangssignal b des Impulsformungsschaltkreises W werden einem Phasenvergleieher C zugeführt. Der Vergleicher C umfaßt einen Exklusiv-ODER-Schaltkreis und erzeugt ein Ausgangssignal, wie es in Fig. 2 unter e, dargestellt ist für die Ansteuerung der Steuerung K₁,. Durch diese Steuerung K₁, wird das Ausgangssignal des Taktimpulsgenerators O

einem reversiblen Zähler N₁, zugeführt, der ein Übertrag- bzw. Borgsignal für die Steuerung der Steuerung K₁₁ erzeugt. Die Steuerung K₁, schaltet einen Impuls auf einen Additionseingang des reversiblen Zählers N₁,, wenn der Ausgang e des Vergleichers C einen hohen Pegel besitzt, und sie schaltet einen Impuls auf einen Subtraktionseingang des Zählers N₁,, wenn der Ausgang e einen niedrigen Pegel besitzt. Wenn die Steuerung K₁₁ ein Übertragsignal von dem Zähler N_p empfangt, so fügt sie einen zusätzlichen Impuls in die

so Lücke zwischen benachbarten Eingangsimpulsen, während sie beim Empfang eines Borgsignales den Zähler N₁, zur Blockierung des nächsten EiiigangSifnpulses veranlaßt. Wenn die Teile mit hohem und niedrigem Pegel des Ausgangssignales des Vergleichers C eine gleiche zeitliche Dauer aufweisen, wie dies in Fig. 2 unter q dargestellt ist, so erzeugt der Zähler N„ kein Übertragbzw. Borgsignal, so daß der Zähler//, in einem ausgeglichenen Zustand gehalten wird. Wenn jedoch das Ausgangssignal des Flip-Flop-Schaltkreises F_a in Bezug auf das Ausgangssignal b des Impulsformungsschaltkreises W verzögert ist, wie dies in F i g. 2 unter d₂ gezeigt ist, so besitzt der Teil mit hohem Pegel des Ausgangssignales des Vergleichers C eine größere Zeitdauer als der Teil mit niedrigem Pegel, wie dies unter B₂ dargestellt ist Wenn sich dieser Zustand fur eine beträchtliche Zeitdauer fortsetzt, so erzeugt der Zähler Λ^, ein Übertragungssignal, so daß ein zusätzlicher Impuls auf den Zähler N₀ geschaltet wird, um temporär die Zählfrequenz zu

erhöhen. Infolgedessen wird das Ausgangssignal d₂ des Flip-Flop-Schartkreises F₀ in der Phase nach vom verschoben, und der Zähler N₁₁ wird in dem zuvor erwähnten ausgeglichenen Zustand stabilisiert. Es sei darauf verwiesen, daß bei der vorstehenden Betriebsweise das Ausgangssignal des Empfängers R immer durch die Zählwirkung des Zählers N_q nachgefühlt wird. Während die Nachlauffunktion dauernd durch die integrierende Wirkung des reversiblen Zählers N_p ausgeführt wird, wird eine beträchtliche Verzögerung in der Antwort erzeugt.

Berücksichtigt man vorstehenden Sachverhalt, so umfaßt das System gemäß Fig. 1 einen monostabilen Multivibrator B, der durch das Ausgangssignal b des Impulsformungsschaltkreises W angesteuert wird, um Impulse zu erzeugen, die zeitlich sehr schmal sind, wie dies in Fig. 2 unter cdargestellt ist. Diese Impulse werden über einen Gatterschaltkreis G, der durch das Ausgangssignal des anderen Ausgangsanschlusses des Flip-Flop-Schaltkreises F₀ gesteuert wird, einem Zähler N_r zugeführt, wodurch dieser ein Übertragungssignal für die Rückstellung des automatischen Phasen-Nachlaufzählers N₁₁ erzeugt. Wenn eine Welle empfangen wird, nachdem sie für eine beträchtliche Zeitperiode unterbrochen worden war, so ist die Phasenbeziehung zwisehen dem Ausgangssignal b des Impulsformungsschaltkreises Wuna somit des Impulssignales cund dem Ausgangssignal d des Flip-Flop-Schaltkreises F₀ absolut unbestimmt. Dies bedeutet, daß das Ausgangssignal d gewöhnlich wie d₂ in Fi g. 2 verläuft und nicht mit dem Impulssignal czusammenfällt. Durch Öffnung des Gatterschaltkreises G mit dem Ausgangssignal des anderen Ausgangsanschlusses des Flip-Flop-Schaltkreises F_a werden somit Eingangsimpulse dem Zähler N_r so lange zugeführt, wie das Impulssignal cund das Ausgangssignal d nicht miteinander übereinstimmen, wie dies zuvor erwähnt wurde. Der Zähler N_r zählt diese Eingangsimpulse /, und beim Erreichen einer konstanten Zahl erzeugt der Zähler 7V_r ein Übertragssignal gleichzeitig mit dem letzten Impuls r, um den Nachlaufzähler N_q zurückzustellen. Demzufolge wird das folgende Ausgangssignal rfmit dem Impuls cübereinstimmen, wie dies bei:rin dem Impulszug d₃ in F ig. 2 dargestellt ist, wodurch erneut der zuvor erwähnte automatische Phasen-Nachlaufzustand hervorgebracht wird.

Da der automatische Phasen-Nachlaufzähler JV, vorgesehen ist, um das Zählen der Taktimpulse synchron mit dem Ausgangssignal des Empfängers R zu wiederholen, wird der Zählstand des Referenzzählers N_n, durch Ansteuerung eines Speichers, wie beispielsweise des Verriegelungsschaltkreises L, gespeichert, wobei dies zusammen mit einem Übertragssignal von dem Zähler Ng geschieht, während ferner eine Darstellung auf der Darstellungseinheit D gegeben wird. Der dargestellte Wert zeigt den Phasenwinkel des Ausgangssignales b an, d. h., die Richtung der ankommenden Welle.

Im Falle von Adcock-Antennen oder ähnlichen Antennen, bei denen eine entgegengesetzte Beziehung zwischen FeHer und Empfindlichkeit und zwischen der empfangenen Frequenz und der Richtcharakteristik vorliegt, können vier Antennenpaare unter einem Winkel von 45° in Beziehung zueinander angeordnet werden, um den Fehler zu vermindern. Auch in einem solchen Fall führt die Modulation der Ausgangssignale der vier Antennenpaare mit Modulationswellen sin pt, cos pi, sin (p t + π/4) und cos (p t + π/4) entsprechenden Ausgangssignalen E_n, E_w, E(n - π/4) und E(n - π/4). Diese Signale stellen sich folgendermaßen dar:

E_n = E₀ cosösinpf,

E_n = E₀ sin© cospi,

E (η - π/4) = E₀ cos (θ - π/4) sin (pi + π/4)

und

E(w- π/4) = E₀ sin(6> - π/4) cos(p? + π/4).

Somit ergibt sich das resultierende Ausgangssignal E aus diesen Signalen folgendermaßen:

E = E_n + '£„. + E_1n- „/41 + £■(„._ ,/4, = 2E₀ sin (pe + Θ).

Es ist somit erkennbar, daß die Ankunftsrichtung der Welle ermittelt werden kann, indem der Phasenwinkel θ des gleichen demodulierten Ausgangssignales erhalten wird.

Fig. 3 zeigt eine Modifikation des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispieles. Ein zweiter Taktimpulsgenerator O, mit einer höheren Frequenz als diejenige des Taktimpulsgenerators O ist vorgesehen. Der Ausgang des Oszillators O₁ wird durch eine abgeglichene Modulation in den Modulatoren M'_m und M'_w mit Modulationswellen moduliert, die aus der Anordnung bestehend aus Oszillator O, Referenzzähler N_n, und den Flip-Flops Fj und F_c erhalten werden, die bereits zuvor benutzt wurden, um die Ausgangssignale der Richtantennen A_w und A_n durch eine abgeglichene Modulation zu modulieren. Die resultierenden Ausgangssignale der Modulatoren M'_m und M'„, werden dem Additionsschalter 5 zugeführt, in welchem sie mit dem Ausgang des Phasenschiebers P wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 kombiniert werden, und das Ausgangssignal des Additionsschaltkreises S wird dem Empfänger R (Fig. 1) zugeführt. Da ein Signal als Demodulations-Ausgangssignal des Empfängers R erhalten wird, das durch Modulation des Ausgangssignales des zweiten Oszillators O₁ mit dem Ausgangssignal des Oszillators O erzeugt wird, wird das Ausgangssignal des zweiten Oszillators diesem Signal in einer geeigneten Phasenbeziehung überlagert, um ein Signal ähnlich demjenigen gemäß Gleichung 4 zu erzeugen. In diesem System ist die Frequenz des Oszillators O auf eine niedrige Frequenz in der Größenordnung von 100 Hz eingestellt, und die Frequenz des zweiten Oszillators O₁ ist auf einen solchen Wert eingestellt, daß die Verstärkung und die Modulation mit einem gewöhnlichen Nachrichtenempfänger bewerkstelligt werden kann.

Während die Beschreibung bis hierhin die Verwendung eines Paares oder mehrerer Paare von Richtantennen behandelt, wobei die Antennen in jedem Paar senkrecht zueinander gerichtet sind, ist es offensichtlich möglich, eine ungerade Anzahl von Antennen in jeder Gruppe zu verwenden und die Antennen in jeder Gruppe unter einem anderen als einem rechten Winkel zueinander anzuordnen und eine rein elektrische Korrektur des Fehlers aufgrund des Installationszustandes der Antennen durchzuführen.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, in welchem der zuvor erwähnte automatische Phasennachlauf näher ausgestaltet ist Eine einstellbare Steuerung G₁ wird mit dem positiven oder negativen Ausgangssignal eines Phasenvergleichers C (entsprechend dem Vergleicher C in Fig. 1) betrieben, um einen Auf-/Abwärtszähler N₁ zu veranlassen, in positiver oder negativer Richtung für die Übertragung eines Zählstands-Aus-

gangssignales zu zählen.

Eines der Ausgangssignale des Auf-/Abwärtszählers N₁ wird direkt einem Steuergatter G₂ zugeführt, während das andere Ausgangssignal einem Flip-Flop F₁ aufgeschaltet wird. Der andere Eingang des Flip-Flops F₁ ist an den Ausgang eines Zählers N₂ angeschlossen, der einen Überlaufimpuls durch Zählen einer vorbestimmten Anzahl von Impulsen, die bei jedem Zyklus des Referenzzählers N_n, übertragen werden, erzeugt. Die beiden Ausgangssignale des Flip-Flops F₁ werden einem Steuergatter G₂ zugeführt.

Das Ausgangssignal des Steuergatters G₂ wirkt auf einen Schaltkreis .ein, der die Steuerung K_n und den reversiblen Zähler N₁, enthält, so daß bei einer großen, durch den Phasenvergleicher C festgestellten Phasendifferenz das Zählstands-Ausgangssignal des Zählers N₁, zu der Steuerung K_q übertragen wird, um den zuvor erwähnten automatischen Phasen-Nachlaufzähler N_q so lange zu beaufschlagen, bis er beispielsweise ein Zehntel seines Zählstandes erreicht, zu welchem Zeitpunkt die Phasendifferenz gering ist. Da somit bei großer Phasendifferenz der Referenzpunkt der Steuerung des automatischen Phasen-Nachlaufzählers N_q fortgeschaltet wird, ist es möglich, den automatischen Phasen-Nachlauf rascher zu vervollständigen.

F i g. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für den Phasen-Nachlauf und die Darstellung in den Fig. 1 bzw. 4, und Fig. 5 zeigt weiter ein System, in welchem die Peilung der ankommenden Radiowellen festgestellt wird und sodann die Peilung genau verfolgt wird.

Die Zählkapazitäten der Referenzzähler N_ml,N_m2 und ,Y„, j sind beispielsweise mit 5,10 und 36 gewählt, so daß sich eine Gesamt-Zählkapazität von 1800 ergibt. Dies stellt ein Beispiel dar, um die Peilung der ankommenden Radiowellen mit einer Genauigkeit von 360°/1800, d. h., mit 0,2° darzustellen.

Ferner sind Phasen-Nachlauf N_{q x} und N_g2 vorgesehen, deren Zählkapazitäten 10 und 180 und somit gesamthaft 1800 betragen, wobei die Phasen ihrer Ausgangssignale und das Ausgangssignal eines Impulsformungsschaltkreises W mittels eines Phasenvergleichers C verglichen werden, um einen Signalgenerator Q zu steuern. Der Signalgenerator Q erzeugt einen oder mehrere Additionsimpulse, wenn das Ausgangssignal des zuvor erwähnten Impulsformungsschaltkreises W eine vorauseilende Phase aufweist, die dem Übertragssignal des Zählers N_q2 /orauseilt, und der Generator Qerzeugt Unterbrechungssignale einer vorbestimmten zeitlichen Breite, wenn das Ausgangssignal des Schaltkreises W nacheilt. Diese Signale werden der Steuerung /T₁ bzw. K₂ über einen Schalter H hinzuaddiert.

Die Steuerung K₁ und K₁ veranlaßt die Zähler N_qi bzw. N_q2 zum Zäh:en der Additionsimpulse beim Eintreffen solcher Additionsimpulse und zur Unterbrechung der Ausgangsimpulse des Oszillators O bzw. des Zählers Λ',,, wenn Unterbrechungssignale ankommen. Wie zuvor, ist der Betrieb des Zählers mit dem Ausgangssignal eines Empfängers R synchronisiert.

Ferner nehmen Decodierer S₁ und B₂ die Signale der Referenzzähler N_ml und N_{n 2} auf und geben Signale an den Ausgangsanschlüssen e,f... i und j, k... η aufgrund von 1, 2 ... 5 und 1 oder 2, 3, oder 4,... 9 oder 10 Signalen ab. Diese Signale und die Signale des zuvor erwähnten Nachlaufzählers N_q2 werden in UND-Gattern G-, bis G, und G-bis G_n addiert, und deren Ausgangssignale werden Zeitzählern T_t bis 7/und TJ bis £ zugeführt, die aus Zählschaltkreisen mit einer Zählkapazität von beispielsweise 10 bestehen.

Das Übertragssignal des Zeitzählers wird einem ODER-Gatter G₁ bzw. G₂ zugeführt. Mit dem Ausgangssignal des ODER-Gatters G₁ wird ein Verriegelungsschaltkreis L angesteuert, und es werden die Zeitfehler jf bis 77 zurückgestellt. Mit dem Ausgangssignal des ODER-Gatters G₂ wird ein Flip-Flop-Schaltkreis F, angesteuert, und die Zeitzähler 1] bis £ werden zurückgestellt.
Mit einem Pegel-Detektor E wird der Flip-Flop-Schaltkreis F, gesetzt, wenn der Ausgangspegel des Empfängers R unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt oder wenn beispielsweise die empfangenen Radiowellen verschwinden, und es wird der Schalter Haut die Steuerung K₂ umgeschaltet, wodurch das Ausgangssignal des Signalgenerators Q der Steuerung K₂ hinzuaddiert wird.

Andererseits werden in dem Verriegelungsschaltkreis L, wenn das Ausgangssignal des ODER-Gatters G₁ zugeführt wird, die digitalen Ausgangssignale der Referenzzähler N_ml, N_m2 und N_m3 gespeichert und einer Digitalanzeige D_d und einer Analoganzeige D₀ zugeführt. In der Anzeigeeinheit D„ sind 36 lichtemittierende Dioden ringförmig in Abständen angeordnet, beispielsweise in einem Abstand von 10°, um aufgrund der

r> vorstehend erwähnten Digitalsignale zum Aufleuchten gebracht zu werden.

Bei einem solchen Aufbau gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird daher beim Start der Messung, wenn die empfangenen Radiowellen selektiv geschaltet werden oder wenn die elektrischen Wellen intermittierend sind, die Peilung der ankommenden Radiowellen anfänglich gemessen und mit einer hohen Geschwindigkeit dargestellt, und sodann wird die Genauigkeit der Synchronisation erhöht, um schnell eine genaue Messung durchführen zu können.

Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Radio-Funkpeilers. In diesem Ausführungsbeispiel wird der zuvor erwähnte automatische Phasen-Nachlauf angehalten, wenn eine Störwelle mit höherer Intensität

4fl als die relevante Welle für die Peilungsmessung empfangen wird, oder wenn atmosphärische Störungen angetroffen werden. Das Meßverfahren wird wieder aufgenommen, um die Peilung der relevanten Welle zu bestimmen, wenn die intensive Welle oder atmosphärische Störung verschwindet.

In Fig. 6 ist das Ausgangssignal eines Empfängers R an einen Pegeldetektor Zf₁ angeschlossen, der eine Gleichspannung entsprechend dem Ausgangspegel des Empfänger erzeugt. Diese Gleichspannung und die

so Ausgangsspannung einer veränderlichen Referenzspannungsquelle E werden in einem Vergleicher C₁ verglichen. Wenn die Ausgangsspannung des Pegeldetektors H_x höher ist als die Referenzspannung, so erzeugt der Vergleicher C₁ ein Signal, das über ein ODER-Gatter G₀ auf das zuvor erwähnte Phasen-Nachlaufsystem P(d. h., den Referenzzähler N_m) gekoppelt wird, um den Betrieb des Systems anzuhalten. Zu diesem Zeitpunkt ist es ebenfalls möglich, direkt eine automatische Verstärkungssteuening (AGC) oder eine automatische Volumensteuerung (AVC), wie man sie in herkömmlichen Empfangern antrifft, an den Vergleicher C₁ anzuschließen, wie dies durch die gestrichelte Linie von dem Empfänger R zu dem Vergleicher C₁ angedeutet ist Das Ausgangssignal des Empfängers wird ferner über

fa5 entsprechende 200-Hz- und 500-Hz-Filter F₁ und F₂ auf Pegeldetektoren H₂ und H₃ geschaltet Wenn somit das Empfänger-Ausgangssignal höher ist als die veränderliche Referenzspannung V, so werden die Ausgangs-

signale der Vergleicher C₂ und C₃ über ein UND-Gatter G_a und ein ODER-Gatter G₀ dem Phasen-Nachlaufsystem P zugeführt, um den Phasen-Nachlauf in einer der zuvor erwähnten Weise ähnlichen Weise anzuhalten. Dieser Schaltkreis ist für den Fall vorgesehen, daß eine atmosphärische Störung angetroffen wird. Die atmosphärische Störung wird von Rauschen begleitet, das einen breiten Frequenzbereich überdeckt, und dieser Schaltkreis hat die Aufgabe, ein Frequenzsignal herzuleiten, das in einer nichtharmonischen Beziehung zu dem relevanten Frequenzsignal steht. Beim Vorliegen einer intensiven Störwelle oder einer atmosphärischen Störung wird somit der Phasen-Nachlauf und die Darstellung der Peilung unterbrochen, und unmittelbar nach dem Verschwinden der Störung wird der Phasen-Nachlauf wieder aufgenommen, um die Ankunftsrichtung der schwachen Welle festzustellen und anzuzeigen.

Fig. 7 zeigt noch ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung, bei welchem ein Quadrantenfehler automatisch korrigiert wird, und Fig. 8 ist ein Signaldiagramm zur Veranschaulichung der Betriebsweise des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 7.

Während der zuvor erwähnte Referenzzähler N_n, in Fig. 1 ein Zählstand-Ausgangssignal gemäß der Ankunftsrichtung der Welle erzeugt, wie dies in F i g. 8 durch die gestrichelte Linie g dargestellt ist, wird durch das vorliegende Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 ein Zählstands-Ausgangssignal erzeugt, das durch die ausgezogene Kurve dargestellt ist. Wenn der Zählstand des Referenzzählers N_n, den Wert 0 und 180 aufweist, so liefert das ODER-Gatter OZi₁ ein Eingangssignal an einen der Eingangsanschlüsse eines Flip-Flops F₂. Wenn der Zählstand 90 und 270 beträgt, so liefert ein weiteres ODER-Gatter OR₂ ein Eingangssignal an den anderen Eingangsschluß des Flip-Flops F₂. Das Flip-Flop F₂ erzeugt ein Ausgangssignal gemäß dem Impulszug h in Fig. 8, welches Ausgangssignal durch einen Filter W geführt wird, um eine Sinuswelle / zu erhalten. Die Sinuswelle / wird ihrerseits über einen variablen Phasenschieber P, der die Phase um 90° verschieben kann, einer Steuerung K zugeführt. Die Steuerung K erzeugt ein Ausgangssignal zur Steuerung eines spannungsgesteuerten Oszillators, um das Ausmaß der Fehlerkorrektur in Abhängigkeit von dem Grad des zuvor erwähnten Quadrantenfehlers zu bestimmen.

Wenn somit das Ausgangssignal des Empfängers R gemäß dem Kurvenzugy in Fi g. 8 verläuft, so überträgt ein Flip-Flop F₃ jedesmal einen Impuls, wenn 180 Taktimpulse gezählt worden sind, und erzeugt somit ein Ausgangssignal kzum Betrieb eines monostabilen Multivibrators B₂, dessen Ausgang / wiederum den Speicherschaltkreis M ansteuert. Der Speicherschaltkreis M kann beispielsweise der zuvor erwähnten Verriegelung L und der Anzeigeeinhei ι D in F i g. 1 entsprechen. Mit dem Speicherschaltkreis M erfolgt die Anzeige des Zählstandswertes des Referenzzählers N_m, d. h., eines Wertes auf der ausgezogenen Kurve Λ in Fig. 8.

ίο Während das vorliegende Ausführungsbeispiel die Korrektur des Quadrantenfehlers betrifft, können andere Fehler aufgrund von vorgegebenen Installationszuständen der Antenne, z. B. Halbkreis-, Sechstelkreis- und Achtelkreis-Fehlerm ebenfalls automatisch durch geeignete Auswahl des Ausganges und des Zählstandswertes des zuvor erwähnten Referenzzählers jV„, korrigiert werden, wobei das Ausmaß der Phasenverschiebung durch den Phasenschieber P entsprechend ausgewählt werden muß und das richtige Ausmaß der Korrektur durch die Steuerung K eingestellt werden muß. Ferner ist es möglich, derartige Fehler auf einer zusammengesetzten Basis zu korrigieren.

Wie zuvor beschrieben, ist es mit dem erfindungsgemäßen Radio-Funkpeiler möglich, ein auf die Peilung bezogenes Ausgangssignal ohne rotierende Richtantenne oder ein mit den Antennen verbundenes Goniometer zu erhalten. Auch ist es nicht erforderlich, eine Anzahl von Spulen bzw. von Hochfrequenz-Transformatoren, die zwischen den Richtantennen vorgesehen sind, umzuschalten, sondern es kann die Peilung mit einem einfachen Aufbau bestimmt werden. Zusätzlich muß die Anzahl der Richtantennen nicht notwendigerweise einer geraden Anzahl entsprechen. Ferner ist es möglich, die Antennen unter gewünschten Winkeln anzuordnen und eine einfache Korrektur im Hinblick auf den sich ergebenden Winkel durch ein rein elektrisches Verfahren auszuführen. Ferner kann eine automatische Bestimmung der Peilung von sogar schwachen Wellen durch eine Beschleunigung des automatischen Phasen-Nachlaufs erzielt werden. Darüber hinaus ist es möglich, ausgeprägte Fehler aufgrund des Aufbaues und des Installationszustandes der Antennen automatisch zu korrigieren. Audi im Falle der Anwendung von Adcock-Antennen, bei denen die Richtcharakteristik die Größe des Achtelkreis-Fehlers im Verhältnis zur Wellenlänge beeinflußt, kann die Korrektur einfach durchgeführt werden, wodurch der Empfangs-Frequenzbereich erweitert werden kann.

Hierzu 7 blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Funkpeiler, umfassend:

eine ein Ausgangssigna] liefernde, nichtgerichtete Antenne; mehrere entsprechende Ausgangssignale liefernde Richtantennen;

einen Oszillator zur Erzeugung von Wechselspannungssignalen mit jeweils einem Phasenwinkel entsprechend der Anordnung jeder der Richtantennen; Modulatoren zur Modulation der entsprechenden Ausgangssignale der Richtantennen mit den Wechselspannungssignalen, um entsprechende modulierte Ausgangssignale herzuleiten;
einen Phasenschieber zur Phasenverschiebung des Ausgangssignals der nichtgerichteten Antenne, um ein phasenverschobenes Ausgangssignal zu erzeugen;

eine Additionseinrichtung für die Überlagerung der entsprechenden modulierten Ausgangssignale des Modulators mit dem phasenverschobenen Ausgangssignal der nichtgerichteten Antenne, um ein zusammengesetztes Ausgangssignal zu bilden;
einen Empfangsschaltkreis für die Demodulation des zusammengesetzten Ausgangssignals und zur Wiederauffindung der Wechselspannungssignale sowie zur Erzeugung eines Ausgangssignals mit einer Phase; und

einen Nachlaufschaltkreis für den automatischen Phasennachlauf des Ausgangssignals der Empfangseinrichtung, um die Peilung der empfangenen Radiowelle zu bilden, und

eine Darstelleneinrichtung für die Darstellung der Peilung der empfangenen Radiowelle, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachlaufschaltkreis (P) für den automatischen Phasennachlauf des Ausgangssignales der Empfangserinrichtung (R) einen ein Ausgangssignal liefernden Phasennachlaufzähler (N,) aufweist, daß ein von den Ausgangssignalen der Empfangseinrichtung (R) und des Phasennachlaufzählers (TV,) angesteuerte! Phasenvergleicher (C) angeordnet ist, dessen Ausgangssignale einer Steuereinrichtung (Kj) zugeführt sind, daß ein reversibler Zähler (N_n) dür die Zählung des Ausgangssignales des Oszillators (O) unter der Steuerung durch die Steuersignale der Steuereinrichtung (K_n) angeordnet ist, dessen Ausgangssignal den Phasennachlaufiähler (yv„) ansteuert, und daß ein Verriegelungsschaltkreis (Z.) angeordnet ist, um den Zählstand eines unmittelbar von dem Oszillator (O) angesteuerten Referenzzählers (N_m), gesteuert durch das Ausgangssignal des Phasennachlaufzählers (Λ*,), für die Darstellung zu speichern.

2. Funkpeiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtantennen ein Paar mit einem vorgegebenen Winkel bilden.

3. Funkpeiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Wechselspannungssignale erzeugende Oszillator (Q₁) einen Referenz-Oszillator (O) für die Erzeugung von Ausgangsimpulsen, einen Referenzzähler (Nm) für die Zählung der Ausgangsimpulse des Referenz-Oszillators (0,) und zur Erzeugung von Zählständen und die Flip-Flops F₁ und F_c für den Empfang der Zählstände des Referenzzählers (N,,,) aufweist, wobei die Flip-Flops F_v und F₁ auf diese Zählstände des Referenzzählers (N_m) ansprechen, um die Modulatoren M_n und M_w zur Modulation der entsprechenden Ausgangssignale der Richtantennen zu veranlassen.

4. Funkpeiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Funkpeiler femer einen Rückstellschaltkreis mit einer Detektoreinrichtung (Gj) für die Feststellung einer vorbestimmten Beziehung .Twischen der Zählperiode des automatischen Phasen-Nachlaufzählers (JV,) und dem Ausgangssignal des Empfangsschaltkreises (R) aufweist, um ein Detektorsignal zu erzeugen, und daß er eine Zähleinrichtung (JV₁) umfaßt, die auf das Detektorsignal der Detektoreinrichtung anspricht (G₁), um eine vorbestimmte Zahl so lange zu zählen, wie das Detektorsignal erzeugt wird, um ein Rückstell-Ausgangssignal zu erzeugen, und daß der automatische Phasen-Nachlaufzähler (N₉) auf dieses Rückstell-Ausgangssignal der Zähleinrichtung (yV,) anspricht, um mit dem Zählen zu beginnen.

5. Funkpeiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Funkpeiler ferner einen Phasenvergleicher (C) für den Empfang und Phasenvergleich des Ausgangssignals des Empfangsschaltkreises (R) und des Ausgangssignals des automatischen Phasen-Nachlaufzählers (N₉) zur Bildung alternativer Alisgangssignale aufgrund des Phasenvergleichs aufweist, daß er einen Zähler (N₂) für die Zählung des von dem Referenzzähler (N_m) zu jedem Zyklus erzeugten Ausgangssignals aufweist, daß er einen durch die alternativen Ausgangssignale des Phasenvergleichers (C) gesteuerten Auf-/Abwärtszähler (A₁) umfaßt, daß er ein durch die Ausgangssignale des Zählers (N₁) und des Auf-/Abwärtszählers (/V₁) betätigtes Flip-Flop (F₁) aufweist, und daß er einen Quantitäts-Steuerschalter (G₂) für die Steuerung des Ausgangssignals des Auf-/Abwärtszählers (N₁) mit dem Ausgangssignal des Flip-Flop (F₁) aufweist, wodurch eine Mehrgeschwindigkeits-Phasensteuerung bewirkt wird.

6. Funkpeiler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Pegel-Detektor (E) für die Erzeugung eines Signals aufgrund des Ausgangssignals des Empfangsschaltkreises (R), einen Vergleicher (F₁₁) für den Empfang und Vergleich des Ausgangssignals des Pegel-Detektors (E) und eine Bezugsspannung, um ein Vergleichs-Ausgangssignal zu bilden, und einen Steuerschaltkreis für die selektive Betätigung bzw. das selektive Anhalten des Folgeschaltkreises aufgrund des Vergleichs-Ausgangssignals des Vergleichers (F_g).

7. Funkpeiler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung, welche aufgrund der Phasendifferenz zwischen dem Ausgangssignal der Empfangseinrichtung (R) und der Zeit, zu der der Phasen-Nachlaufzähler (N₉) einen vorbestimmten Zählstandswert erreicht, die Eingangsimpulse des Zählers (N₁₁) erhöht oder erniedrigt, um diesen Zähler synchron mit dem zuvor erwähnten Ausgangssignal zu betreiben; einen Detektor-Schaltkreis, der bei dem gezählten Wert einer oberen Zahl des Referenzzählers (N_1n) und zu der Zeit, wo der Phasen-Nachlaufzähler (N₉) einen vorbestimmten Zählstand erreicht, ein Ausgangssignal abgibt; eine Einrichtung (H) zur Umschaltung der Steuereinrichtung, so daß bis zu dem Zeitpunkt, wo der Detektorschaltkreis ein Ausgangssignal abgibt, der Betrag der Erhöhung oder der Verminderung der Eingangsimpulse des Phasen-Nachlaufzählers (N_Q) groß gemacht wird und zu dem Zeitpunkt, wo das Ausgangssignal abgegeben wird, der Betrag der Erhöhung bzw. der Abnahme klein gemacht wird; und

eine Einrichtung zur Darstellung der Differenz der gezählten Werte zwischen dem Referenzzähler (N„) und dem Phasen-Nachlaufzähler (N_q) zu jeder Zeit

8. Funkpeiler nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen Pegel-Detektor, der dann den Detektorschaltkreis in Funktion setzt, wena der Ausgangspegel der Empfangseinrichtung (R) unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt.

9. Funkpeiler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Darstellungseinrichtung (D) aus einer Digitalanzeige (DJ) und einer Analoganzeige (D_a) besteht, die eine Peilung entsprechend dem auf der Darstellungseinheit (Z)) dargestellten Wert anzeigt.

10. Funkpeiler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangsimpulse einer oberen oder unteren Zahl in dem Phasen-Nachlaufzähler (N₁₁) erhöht oder erniedrigt werden, um den Betrag des Zuwachses bzw. der Abnahme zu verändern.

11. Funkpeiler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Darstellungs-Stabilisierschaltkreis angeordnet ist, der aufgrund des gezählten Wertes des Referenzzählers (N_m) zu dem Zeitpunkt, wo der Phasen-Nachlaufzähler (N_g) einen vorbestimmten Zählstandwert erreicht, Eingangssignale zu den entsprechenden getrennten Zeitzählern (7") hinzuaddiert, und der, wenn einer der Zeitzähler (T) einen vorbestimmten integrierten Wert erreicht, den Zählstandwert des Referenzzählers (N_n,) zu der Darstellungseinrichtung (D) hinzuaddiert und gleichzeitig alle Zeitzähler (T) zurückstellt.

12. Funkpeiler nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Fehlerkorrektur-Einrichtung mit einem Flip-Flop (F₂), dem mehrere Zählstände des Referenzzählers (N_n,) entsprechend den Phasenwinkeln zugeführt werden, und dessen Ausgang benutzt wird, um die Anzahl der durch den Referenzzähler (N_n,) gezählten Impulse zu steuern.

13. Funkpeiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator (O) mit einer vorgegebenen Frequenz betrieben wird, daß ferner ein Additions-Oszillator (O₁) zur Erzeugung von Ausgangsimpulsen mit einer gegenüber der durch den Oszillator (0) gegebenen Frequenz höheren Frequenz vorgesehen ist, daß eine zusätzliche Modulationseinrichtung (M_n, M„.) für die Modulation der Ausgangsimpulse des zusätzlichen Oszillators (O,) mit dem Modulations-Ausgangssignalen der Modulationseinrichtung (M_n, M_w) angeordnet ist, um resultierende modulierte Ausgangssignale zu erzeugen, und daß eine Einrichtung zur Zuführung der resultierenden modulierten Ausgangssignale zu einer Überlagerungseinrichtung (S) zwecks Überlagerung zu dem phasenverschobenen Ausgangssignal der nichtgerichteten Antenne (A _s) vorgesehen ist.