DE3016951C2 - Doppler-Funkpeiler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Doppler-Funkpeiler laut Oberbegriff des Hauptanspruches.

Für das Antennensystem der bekannten Doppler-Pei-Icr werden bisher ausschließlich vertikale Monopole oder Dipole verwendet. Dieser Antennentyp bringt jedoch nur für überwiegend vertikal polarisierte Bodenwellen optimale Empfangseigenschaften. Horizontal polarisierte Wellen oder sehr steil einfallende Raumwellen beliebiger Polarisation im Kurzwellenbercich können mit diesem Antennentyp nur schlecht empfangen und ausgewertet werden, die Peilempfindlichkeit verschlechtert sich merklich. Außerdem können durch Rückstrahleffekte der Antennenzuleitungen zusätzliche Peilfehler verursacht werden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Doppler-Funkpeiler zu schaffen, der diese Nachteile vermeidet, d. h. mit dem ohne Verschlechterung der Peilempfindlichkeit auch steil einfallende Raumwellen im Kurzwellenbereich gepeilt werden können, bei denen durch die Antennenzuleitungen keine den Peilfehler vergrößernde Ruckstrahleffekte zu befürchten sind, und mit dem außerdem eine Anpassung an zirkulär oder elliptisch polarisierte Wellen vorgenommen werden kann.

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

Durch die Verwendung von zirkulär polarisierten in Antennen als Empfangsantennen eines Dopplerpeilers können auch sehr steil einfallende RaumwePen beliebiger Polarisation im Kurzwellenbereich noch mit ausreichender Peilempfindlichkeit ausgewertet werden. Es werden Peilfehler durch Rückstrahleffekte in den r. Antennenzuleitungen vermieden. Als zirkulär polarisierte Antennen können alle bekannten Systeme dieser Art verwendet werden, im allgemeinen sind dies Antennensysteme aus Einzelelementen mit sogenannter Doppelkreis-Richtcharakteristik. Als besonders verteilen haft haben sich für den erfindungsgemäßen Zweck vertikale Kreuzrahmen oder horizontale Kreuzdipole erwiesen, deren Einzelrahmen bzw. Einzeldipolc in bekannter Weise durch geeignete 90°-Phascndrehschaltungen zum Empfang von zirkulär polarisierten Wellen

r> zusammengeschaltet sind.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung wird nicht jeder einzelnen Kreuzrahmen- oder Kreuzdipol-Antenne eine entsprechende 90°-Phasendrehschaltung zugeordnet, sondern es werden vielmehr die κι Einzelrahmen bzw. Einzeldipole einzeln über die Umlauf-Abtasteinrichtung abgetastet und damit zwei getrennte rotierende Einzelrahmen- bzw. Einzeldipol-Empfangssignale gewonnen, die anschließend durch eine allen Antennen gemeinsame Phasendrchschaltung

π zu dem gewünschten zirkulär polarisierten Signal zusammengesetzt werden. Dadurch wird nicht nur der schaltungstechnischc Aufwand wesentlich verringert. sondern es werden auch Phasenglcichlauffehler vermieden, die über die jeder einzelnen Antenne zugeordneten

4i Phasendrchschaltungen auftreten könnten. Ein besonderer Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß sehr einfach mit nur einem einzigen Umschalter wahlweise das linksdrehende oder rechtsdrehende zirkulär polarisierte Signal der Auswerlcinrichtung zugeführt werden

4") kann. Dies ist beim erfindungsgemäßen Peiler mit zirkulär polarisierten Antennen nötig, wenn zirkulär polarisierte Wellen ausgewertet werden sollen, da die Drehrichtung des in der 90°-Phasendrehschaltung gewonnenen zirkulär polarisierten Signals mit der

V) Drehrichtung der empfangenen zirkulär polarisierten Welle übereinstimmen muß, da sonst die Pcilcmpfindlichkeit erheblich verschlechtert wird. Mit einem erfindungsgemäßen Dopplerpeiler werden Peilfehler durch Rückstrahleffekte in de;" Antennenzuleitung

« vermieden, und es können auch steil einfallende Raumwellen beliebiger Polarisation oder auch Wellen horizontaler Polarisation mit hoher Peilempfindlichkeit ausgewertet werden. Mit dem erfindungsgemäßen Dopplerpeiler ist es erstmals möglich, sich optimal an

M) zirkulär polarisierte Wellen anzupassen. Die erfindungsgemäße Anordnung mit gemeinsamen 90°-Phascndrehglied nach der Umlauf-Ablasteinrichtung ermöglicht es auch auf einfache Weise, die rotierenden Einzelrahmenbzw. Einzeldipol-Empfangssignale gesondert auszuwer-

f)5 ten. Die Erfindung ist nicht nur bei Dopplerpeilern verwendbar, bei denen die Einzelantennen auf einem Kreis angeordnet sind, sondern natürlich auch bei solchen Dopplerpeilern, bei denen die Einzelantennen

linear nebeneinander angeordnet sind. Die erfindungsgemäße Maßnahme ist mit allen bekannten Kompen.sutionsmaßnahmcn kombinierbar, beispielsweise auch mit der bekannten Laufzeitkompensationsmaßnahmc durch Antennenabtastung mit wechselnder Links- bzw. Rechtsrotation.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischcr Zeichnungen an Ausführungsbcispiclcn naher erläutert.

Fig. 1 zeigt das Antennensystem mit zugehöriger Umlauf-Abtasteinrichtung eines erfindungsgemäßen Dopplerpeiler, und zwar der Übersichtlichkeit halber nicht mit auf einem Kreis angeordneten Antennen, sondern mit linear nebeneinander dargestellten Einzelantennen. Gemäß der Erfindung sind die aufeinanderfolgenden Einzelantennen 1, 2. π als zirkulär polarisierte Empfangsantennen ausgebildet, im gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils als vertikale Kreuzrahmenantennen mit zwei gekreuzten Einzelrahmen A und B. Der Ausgang jedes Einzelrahmens A bzw. B ist über geeignete Verstärker V und zugehörige Leitungen K mit einer Umlauf-Abtasteinrichtung U verbunden, die in bekannter Weise mehrere elektronische Schalter M umfaßt, die durch eine nicht dargestellte Steuerschaltung nacheinander ein- und ausgeschaltet werden. Für jeden Einzelrahmen A bzw. B ist ein gesonderter Umschalter MA bzw. MB vorgesehen. Mit dieser Umlauf-Abtasteinrichtung U werden also in bekannter Weise zwei rotierende Empfangssignale a bzw. b erzeugt, die jeweils von den auf einem Kreis angeordneten Einzelrahmen A bzw. Bstammen.

Diese so gewonnenen rotierenden Einzel-Empfangssignale a und b werden in einer 9O'-'-Phasendrehschaltung P mit gegenseitiger 90°-Phasenverschiebung in bekannter Weise zu einem zirkulär polarisierten Signal zusammengesetzt. Vorzugsweise wird hierfür eine sogenannte 90'Hybridschaltung verwendet, die an zwei getrennten Ausgängen L bzw. R jeweils sowohl das linksdrehende als auch das rechtsdrehende zirkulär polarisierte Signal liefert. Über einen Umschalter V kann jeweils der Ausgang L oder R mit der eigentlichen Dopplcr-Auswcrtcinrichtung E verbunden werden. Mit diesem Umschalter S kann der Pciler an die jeweilige Drehrichtung der empfangenen polarisierten Welle angepaßt werden. Dies kann entweder von Hand durch den Benutzer erfolgen, cer in den beiden Schaltstellungen beobachtet, welches Signal den höchsten Pegel ergibt, diese Umschaltung kann jedoch auch entsprechend automatisch durch Vergleich der Empfangspegel durchgeführt werden. Die durch die Einzelabtastung gewonnenen rotierenden Einzelsignalc J und b können bei Bedarf auch /ur Peilung nur mit den Rahmen A bzw. B ausgenutzt werden, wie dies durch den Schalter T schematisch angedeutet ist.

Fig. 2 und 3 zeigen zwei besonders vorteilhafte Möglichkeiten für die Anordnung der Kreuzrahmen bzw. Kreuzdipoie in bezug auf den Kreismittelpunkt des Antennensystems. Nach dem Ausführungsbeispiel nach J" i g. 2 sind die Einzelrahmen A bzw. B samtlicher Einzelantennen 1, 2 ... η auf die gleiche Himmelsrichtung ausgerichtet, sie sind also unter sich jeweils parallel. Mit dieser Parallelanordnung kann auch mit den Einzelrahmen A bzw. B gepeilt werden. Dafür besteht jedoch keine Symmetrie bezogen auf die Zuleitungen K

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung hat es sich daher als vorteilhaft erwiesen, die einzelnen Kreu/r.ihmen bzw. Kreuzdipole im Sinne der F i g. 3 alle mit dem gleichen Winkel auf den Kreismittelpunkt auszurichten. Diese in Fig. 3 dargestellte radiale Anordnung ergibt eine exakte Symmetrie zu den Zuleitungen und ist daher besonders für horizont.lie Kreuzdipoie geeignet, da hier die Verkopplung zwischen Einzeldipolen und Zuleitung sehr groß sein kann. Diese radiale Anordnung kann jedoch nur zum Peilen mn zu zirkulär polarisierten Antennen zusammengeschalteten Einzelrahmen bzw. Einzeldipolen benutzt werden, da im Gegensatz zur parallelen Anordnung jede Einzelantenne bei jedem Umlauf auch eine Drehung von 360° um ihre eigene Achse ausführt. Dios bedeutet bei zirkulär polarisierten Antennen lediglich eine zusätzliche kontinuierliche Phasendrehung pro Umlauf, also eine konstante Verschiebung des gesamten Peilspektrums um die Umlauffrequenz in positiver oder negativer Richtung, wodurch die Peilauswertung nicht weiter gestört wird, würde jedoch bei der Auswertung der Einzelrahmen störend sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Doppler-Funkpeiler mit mehreren auf einem Kreis angeordneten Empfangsantennen, die mittels einer Umlauf-Ablasteinrichiung abtastbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Empfangsantennen jeweils zum Empfang von zirkulär polarisierten Wellen geeignete Rahmen- oder Dipolantennen (1,2... n)verwendet sind.

2. Peiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Empfangsantennen vertikale Kreuzrahmenantennen oder horizontale Kreuzdipolantennen verwendet sind.

3. Peiler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelrahmen bzw. Einzeldipolc (A. B) der Kreuzrahmen- bzw. Kreuzdipolantennen (1,2... n) jeweils einzeln durch die Umlauf-Abtasteinrichtung (U) abtastbar sind und die so gewonnenen rotierenden Einzel-Empfangssignale (a, tydurch eine nachfolgende Schaltung (P) unter gegenseitiger 90"-Phasenverschiebung zu einem linksdrehenden oder rechtsdrehenden zirkulär polarisierten Signal (a + jbb/.w. b + ./^zusammengesetzt werden.

4. Peiler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen Umschalter (S) wahlweise der Ausgang (L) für linksdrehendes oder der Ausgang (R) für rechtsdrchendes zirkulär polarisiertes Signal mit der Auswerteinrichtung (E) verbindbar ist.

5. Peiler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschalter (S) von Hand oder automatisch in Abhängigkeit von den Empfangspegeln des zirkulär polarisierten Signals umschaltbar ist.

6. Peiler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreuzrahmen bzw. Kreuzdipole jeweils parallel zueinander in gleicher Richtung ausgerichtet sind (F ig. 2).

7. Peiler nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreuzrahmen bzw. Kreuzdipole in bezug auf den Kreismittclpunkt unter gleichem Winkel ausgerichtet sind (Radialanordnung nach F i g. 3).