DE3014924C2

DE3014924C2 - Funkpeiler

Info

Publication number: DE3014924C2
Application number: DE19803014924
Authority: DE
Inventors: Bernhard 8080 Emmering Henkel
Original assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 1980-04-18
Filing date: 1980-04-18
Publication date: 1982-06-09
Also published as: DE3014924A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Funkpeiler laut Oberbe- ⁴ⁿ griff des Hauptanspruches.

Bei Funkpeiler, insbesondere Dopplerpeilern, bei denen das Peilergebnis durch periodische Modulation (Frequenz- und/oder Phasen-Modulator) der empfangenen Hochfrequenzlrägerwelle und anschließende De- ^ modulation dieses in eine konstante Zwischenfrequenz umgesetzten modulierten Signals gewonnen wird, ist es bekannt, zur Peilergebnisaufbereitung vor dem Demodulator ein sogenanntes N-Pfad-Filter, auch Summator genannt, zu verwenden (DE-PS 12 98 162). Ein solches nach dem Summationsverfahren arbeitendes N-Pfad-Filter besitzt den Vorteil, daß sich seine Bandbreite automatisch an die jeweilige Peilsignaldauer anpaßt, d. h. ein solches Filter ist für kurze Operationszeiten des Peilers relativ breitbandig und kann somit sehr schnell einschwingen, bei relativ langen Operationszeiten des Peilers sehr schmalbandig und gewährleistet dann eine gute Störbefreiung, d. h. die Bandbreite dieses Filters wird automatisch umso schmaler je länger das Peilsignal empfangen wird. Mit einem solchen Summator können Funkpeiler mit einer Genauigkeit von beispielsweise 0,1° und mit einer Auflösung des Azimutwertes von 0,01° aufgebaut werden. Wird ein solcher Peiler zur Funkpeilung von Objekten, beispielsweise Schiffen, benutzt, die sich in relativ kurzer Entfernung vom Peiler ^b5 bewegen, so tritt je nach Größe der Winkelgeschwindigkeit des Objekts und der Peilsignaldauer ein mehr oder weniger großer sogen. Schleppfehler auf, der u. U.

ein Vielfaches der an sich erreichbaren Peilgenauigkeit betragen kann und dann nicht mehr vernachlässigbar ist.

Ein ähnliches Problem besteht bei der Auswertung von in relativ kurzen zeitlichen Abständen aufeinanderfolgenden oder sich sogar zeitlich überlappenden Funksprüchen, die das Peilgerät nicht mehr voneinander trennen kann. In diesen Fällen wird der Summator von dem dem ersten Funksignal entsprechenden Wert allmählich auf den dem zweiten Funksignal entsprechenden Wert umgeladen. Dieser langsame Umladevorgang bedingt natürlich auch einen relativ langsamen Übergang der Anzeige des Peilergebnisses für das erste Funksignal zu derjenigen des zweiten Funksignals.

Um solche Schleppfehler zu vermeiden ist es auch schon bekannt, die Bandbreite des N-Pfad-Filters umschaltbar auszubilden und z. B. in Abhängigkeit von der Feldstärke des zu peilenden Signales automatisch zu steuern, derart, daß mit zunehmender Feldstärke auch die Bandbreite des N-Pfad-Filters verbreitert wird (Dopplerpeiler NA 682 der Firma Rohde & Schwarz). Damit kann theoretisch der Schleppfehler von sehr nahen Peilobjekten, beispielsweise nahe vorbeifliegenden Flugzeugen, sehr klein gehalten werden. Die Bandbreitenumschaltung erfolgt durch Änderung der Zeitkonstante der Tiefpaßglieder des N-Pfad-Filters, was zur Schleppfehlerverringerung nicht optimal ist. Durch Änderung der Zeitkonstante kann zwar die Bandbreite geändert werden, der Schleppfehler bleibt jedoch über die Beobachtungszeit konstanz. Die Bandbreite müßte also unnötig groß gewählt werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Funkpeiler mit Schleppfehler-Ausgleich für relativ nahe Peilobjekte zu schaffen, der diesen Nachteil vermeidet und bei dem trotz einfacherem Schaltungsaufbau eine bessere Schleppfehlerkorrektur erreicht wird.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Funkpeiler laut Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei Meßgeräten, die nach dem Summationsverfahren der eingangs erwähnten Art arbeiten und N-Pfad-Filter aufweisen, ist es an sich bekannt, die Auswertzeit des N-Pfad-Filters von Hand einstellbar zu machen (Signal-Averager 4202 der Firma EG & G). Die Entladung der Tiefpaßglieder des N-Pfad-Filters nach der eingestellten Auswertzeit kann hierbei durch einen von Hand betätigbaren Schalter erfolgen, so daß anschließend ein erneuter Meßvorgang mit der eingestellten Auswertzeit möglich ist. Durch die Anwendung dieses an sich bekannten Prinzips bei einem Funkpeiler mit der Zusatzmaßnahme, die Entladung der Tiefpaßglieder des N-Pfad-Filters automatisch über einen zusätzlichen Taktgeber durchzuführen, und unter Ausnutzung der bekannten theoretischen Erkenntnis, daß die Bandbreite eines N-Pfad-Filters umgekehrt proportional ist zur wirksamen Auswertzeit, wird erfindungsgemäß ein Funktpeiler geschaffen, mit dem auch in relativ kurzer Entfernung vom Peiler sich bewegende Objekte wie Schiffe oder dergleichen ohne Schleppfehler genauso genau gepeilt werden können wie relativ weit entfernte Objekte, bei denen die Winkelgeschwindigkeit vernachlässigt werden kann. Auch der Übergang der Anzeige eines ersten Funksignals auf die Anzeige des Peilergebnisses eines zeitlich unmittelbar anschließenden oder sich sogar mit dem ersten Funksignal überlappenden zweiten Funksignales kann sehr schnell erfolgen, da der eine schnelle Anzeigeänderung verhindernde langsame Umladevor-

gang im Summator entfällt. Die erfindungsgemäße Art des Schleppfehlerausgleiches durch Verkürzung der Auswertzeit des N-Pfad-Filters ermöglicht nicht nur einen wesentlich einfacheren und billigeren Aufbau als die bekannte Bandbreitenumschaltung über Änderung der Zeitkonstante der Tief paßglieder sondern sie besitzt vor allem den großen Vorteil, daß durch Verkürzung der Auswertzeit der Schleppfehler sich vom Wert Null auf den maximalen Wert aufbaut, der Mittelwert des Schleppfehlers hier also nur halb so groß ist wie der >° maximale 7/ert, während bei Änderung der Zeitkonstante der Schleppfehler über die Beobachtungszeit konstant bleibt. Durch Änderung der Zeitkonstante der Tiefpaßglieder könnte ein gleich geringer Schleppfehler nur dadurch erreicht werden, daß eine doppelt so große '⁵ Bandbreite gewählt wird die äquivalente Bandbreite im Entladezeitpunkt bei Verküzung der wirksamen Auswertzeit beträgt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbei- ^2Ü spiel näher erläutert.

Die Figur zeigt das Prinzipschaltbild eines Doppler-Funkpeilers, bei dem die über die Antenne 1 empfangenen Peilsignale in einem Empfänger 2 empfangen und über ein N-Pfad-Filter 3 einem Demodulator 4 zugeführt werden. Die demodulierten Signale werden im Anzeigegerät 5 ausgewertet und als Peilergebnis angezeigt. Dem N-Pfad-Filter 3 ist eine zusätzliche Schalteinrichtung zur Verkürzung seiner Summationszeit zugeordnet. Solche N-Pfad-Filter bestehen im allgemeinen aus einer Vielzahl von einzelnen Tiefpaßgliedern. Um den schaltungstechnischen Aufwand so gering wie möglich zu halten, wird nicht jedem einzelnen Tiefpaßglied ein gesonderter Entladeschalter zugeordnet sondern es wird nach dem bevorzugten ^J5 Ausführungsbeispiel nur ein einziger Schalter 6 am Ausgang des N-Pfad-Filters 3 angebracht, der durch einen Taktgeber 7 mit einer vorbestimmten Taktfrequenz betätigbar ist. Für einen Peiler mit einer Peilgenauigkeit von beispielsweise 0,1° wird der Schalter 6 beispielsweise nach jeweils 0,5 see geschlossen, dadurch werden die Kondensatoren sämtlicher Tiefpaßglieder des N-Pfad-Filters 3 entladen und damit wird die wirksame Auswertzeit des N-Pfad-Filters auf 0,5 see begrenzt, was auch eine Vergrößerung der wirksamen Bandbreite des N-Pfad-Filters bedeutet. Die Tief paßglieder des N-Pfad-Filters 3 werden also periodisch immer nur während einer Zeit von 0,5 see aufgeladen, dann durch den Schalter 6 entladen, der Schalter 6 wird nach einer bestimmten Löschzeit wieder geöffnei und es kann dann ein erneuter Aufladevorgang beginnen. Der Schleppfehler baut sich hierbei pro Aufladevorgang jeweils vom Wert 0 auf den Maximalwert auf, der mittlere Schleppfehler ist damit jeweils halb so groß wie der Maximalwert. Ohne unmittelbaren Eingriff in das eigentliche N-Pfad-Filter kann also mit einem einfachen zusätzlichen Schalter 6 die Summationszeit verkürzt und damit die Bandbreite vergrößert werden.

Der Taktgeber 7 kann beispielsweise von Hand über einen Schalter 8 von der Bedienungsperson eingeschaltet werden, wenn eine solche Verkürzung der Summationszeit beispielsweise zur Schleppfehlerverringerung oder zur schnelleren Peilanzeigeänderung bei sich überlappenden Funksprühen gewünscht wird. Dieses Umschalten kann bei Vorhandensein geeigneter Umschaltinformationen gegebenenfalls auch automatisch erfolgen.

Die Taktfolge des Taktgebers 7 ist vorzugsweise einstellbar, so daß es möglich ist, den Peiler optimal an die jeweiligen Bedürfnisse, beispielsweise die Zulässigkeit des Schleppfehlers, anzupassen. Die verkürzte Auswertzeit darf natürlich nicht kleiner sein als die Zeit, die zu einer fehlertreien Peilergebnisauswertung nötig ist. Bei einem Dopplerpeiler ist dies die Abtastzeil für einen Antennenumlauf. Andererseits muß diese verkürzte Auswertzeit natürlich kleiner sein als die Zeit, die unter Berücksichtigung der Winkelgeschwindigkeit des Peilobjektes einen Schleppfehler ergibt, der gleich oder größer ist als die systembedingte Peilgenauigkeit des Peilers.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt mit dem einzigen Schalter 6 die gleichzeitige parallele oder auch serielle Entladung der einzelnen Kondensatorgruppen. Anstelle des einzigen Schalters können natürlich auch einzelnen N-Pfadgruppen ein gesonderter Schalter zugeordnet sein, wobei diese Schalter dann wiederum alle Parallel oder seriell einzeln oder gruppenweise nacheinander eingeschaltet werden könnten. Für ein Filter mit hundert oder mehr Einzelpfaden ist dies jedoch wieder relativ aufwendig.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Funkpeiler mit einem nach dem Summationsverfahren arbeitenden schmalbandigen N-Pfad-Filter umschaltbarer Bandbreite, dadurch gekennzeichnet, daß dem N-Pfad-Filter (3) mindestens ein über einen Taktgeber (7) nach einer vorbestimmten verkürzten Auswertzeit zyklisch betätigbarer Entladeschalter (6) zugeordnet ist.

2. Peiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem einzelnen Tiefpaßglied oder jeweils einer Gruppe von Tiefpaßgliedern ein Entladeschalter (6) zugeordnet ist und diese Entiadeschalter gleichzeitig oder nacheinander betätigt werden.

3. Peiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang des N-Pfad-Filters (3) ein einziger Entladeschalter (6) vorgesehen ist.

4. Peiler nach Anspruch t bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Taktgeber (7) in seinem Schalttakt einstellbar ist.

5. Peiler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte verkürzte Auswertzeit größer als die zu einer ausreichenden Peilergebnis-Auswertzeit nötige Zeit, jedoch kleiner als die einen der Peilgenauigkeit des Peilers entsprechenden Schleppfehler ergebende Auswertzeit gewählt ist.

6. Peiler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die verkürzte Auswertzeit für einen Peiler mit einer Peilempfindlichkeit von etwa 0,1° etwa 0,5 Sekunden gewählt ist.

7. Peiler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Umschalten aul verkürzte Auswertzeit von Hand oder automatisch erfolgt (Schalter 8).

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