DE3019309C2 - Umlauf-Funkpeiler - Google Patents

Description

Anwendungsmöglichkeiten zur Beseitigung der eingangs geschilderten Nachteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Maßnahme, den Einlesevorgang extern zu steuern und den Auslesevorgang in bekannter Weise kontinuierlich ablaufen zu lassen, nutzt die Eigenschaft solcher Summatoren aus, daß sie im Zeitbereich gesehen als Speicher wirken. Wenn also der Einlesevorgang gesteuert in Abhängigkeit von einem externen Steuersignal unterbrochen wird, so bleibt in dem Summator das vorher eingespeicherte Signal erhalten und kann durch den weiterhin kontinuierlich ablaufenden Auslesevorgang zur Auswertung aus den einzelnen Speicherzellen ausgelesen werden. Mit dieser externen Steuermöglichkeit für den Einlesevorgang ist es also beispielsweise möglich, von zu peilenden getasteten Signalen, beispielsweise Radarsignalen, jeweils nur dann den Einlesevorgang durchzuführen, wenn das kurze Signal vorhanden ist, in den Signalpausen den Einlesevorgang jedoch zu sperren und so die Einspeisung von dann nur noch vorhandenem Rauschen zu verhindern. Damit ist es erstmals möglich, Signale, die bezogen auf eine Umlaufperiode des Peilers sehr kurz sind, im Zeitbereich einer Umlaufperiode des Peilers einzulesen und somit einwandfrei auszuwerten. Es können so nämlich die aufeinanderfolgenden kurzen Signale nacheinander so lange in den Summator eingelesen werden, bis ein auswertbares Peilsignal im Summator erreicht ist, was durch bekannte Erkennungsschaltungen feststellbar ist In gleicher Weise ist es mit dieser externen Steuerung des Einlesevorgangs möglich, sehr schwache von abwechselnd linker bzw. rechter Antennenrotation gewonnene Peilsignale einwandfrei auszuwerten, indem nämlich beispielsweise zwei getrennte Summator-Demodulator-Zweige vorgesehen werden und jeweils die Peilsignale der Rechtsrotation in den einen Zweig und die Peilsignale der Linksrotation in den anderen Zweig eingelesen werden, dazwischen jeweils jedoch der Einlesevorgang gesperrt wird. Anstelle einer derartigen zeitselektiven Steuerung kann auch eine frequenzselektive Steuerung des Einlesevorgangs von mehreren parallelen Summator-Demodulator-Zweigen vorgenommen werden, dadurch ist es beispielsweise möglich, dem einen Zweig immer nur die Peilsignale eines ersten Peilobjekts, in den zweiten Kreis jeweils immer nur die Peilsignile eines anderen zweiten Peilobjekts einzulesen usw. Auf diese Weise können mit einem Peiler mehrere zeitmäßig verschachtelte Gleichkanalsignale getrennt ausgewertet werden.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung hat sich als vorteilhaft erwiesen, den Auslesevorgang mit einer anderen Taktfrequenz durchzuführen als den Einlesevorgang. Wird die Auslese-Taktfrequenz beispielsweise größer als die Einlesetaktfrequenz gewählt, können die dadurch höherfrequenten Ausgangssignale schneller verarbeitet werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert

F i g. 1 zeigt die Anwendung der Erfindung bei einem Doppler-Peiler, und zwar zum Peilen von sehr kurzen getasteten Signalen, wie sie beispielsweise von Radargeräten, Zeitzeichensendern oder Sendern mit trägerunterdrückter Modulation ausgesendet werden. Über eine Abtaststeuereinrichtung 2 wird eine rotierende Antennencharakteristik der Peilantenne 1 erzeugt, die unter Berücksichtigung eires über eine Referenzantenne 16 gewonnenen Referenzsignals in bekannter Weise in einem Empfänger 3 mit einem nachgeschalteten Kompensationsmischer 4 mit ZF-Synchronisierung ausgewertet wird. Das so in der Zwischenfrequenzlage gewonnene Peilsignal wird der Einlesevorrichtung 6 eines Summators 5 zugeführt und über diese in die eigentliche Speichervorrichtung 7 eingelesen. Über die Auslesevorrichtung 8 des Summators 5 wird das in der Speichervorrichtung 7 gespeicherte Signal kontinuierlich ausgelesen und im FM-Demodulator demoduliert

ίο und schließlich im eigentlichen Phasenmesser 11 ausgewertet Die Einlesevorrichtung 6 wird mit einer von der Abtaststeuereinrichtung 2 von der Antennenumlauffrequenz abgeleiteten Einlese-Taktfrequenz angesteuert, ebenso die Auslesevorrichtung 8 über eine Auslese-Taktfrequenz, wie dies durch die dem Summator 5 zugeordnete Taktsteuereinrichtung 9 schematisch angedeutet ist In dem gezeigten Ausführungsbeispiel entsprechen diese Ein- und Auslese-Taktfrequenzen der Umlauffrequenz der Antenne. Dem Summator 5 bzw. dem Demodulator 10 kann in bekannter Weise noch eine Vorrichtung 12 zum Erkennen de.i Vorhandenseins eines vollständigen auswertbaren Peilsigcals zugeordnet sein. Gemäß der Erfindung ist dem Empfänger 3 ein zusätzlicher Trägersensor 13 zugeordnet, der sehr schnell feststellt, ob ein Peilsignal empfangen wird oder nicht Dieser Trägersensor 13 steuert nun über eine zusätzliche Steuerschaltung 14 die Einlesevorrichtung 6 des Summators 5 in der Weise, daß nur dann ein Signal in den Summator 5 eingelesen wird, wenn das eigentliche zu peilende Signal vorhanden ist in den Signalpausen dagegen, in denen also über den Trägersender 13 kein Signal festgestellt wird, wird der Einlesevorgang gesperrt

Es werden also nacheinander auch sehr kurze Signalanteile im Speicher 7 des Summators 5 eingespeichert, bis schließlich ein auswertbares Peilsignal eingespeichert ist das dann über die Vorrichtung 12 festgestellt und zur eigentlichen Auswertung dem

Phasenmesser 11 zugeführt wird.

F i g. 2 zeigt die Anwendung der Erfindung bei einem Adcock-Peiler, bei dem gleiche oder funktionsmäßig ähnliche Teile wie beim Dopplerpeiler nach F i g. 1 gleich bezeichnet sind. Hier ist der Summator 5 nach dem Amplitudendemodulator 10 ungeordnet Die eigentliche Anzeigeeinrichtung 11 wird in bekannter Weise über die Antennenumlaufsteuereinrichtung 2 angesteuert Neben dem eigentlichen Peilempfänger 3 ist noch ein zusätzlicher Meßempfänger 15 vorgesehen, in welchem das Signal der Referenzantenne 16 ausgewertet wird. Diesem Meßempfänger ist wieder ein Trägersensor 13 zugeordnet, der über eine Steuereinrichtung 14 das Sperren bzw. Freigeben der Einlesevorrichtung ö steuert so daß auch hier wiederum :"ur während des Vorhandenseins eines Eingangssignals ein Einlesen in den Speicher 7 des Summators S erfolgt Über den Meßempfänger 15 wird der Peilempfänger 3 so gesteuert daß dieser auch bei getasteten Signalen auf den gewünschten Verstärkungsgi ad eingestellt ist Im Summator 5 müssen nur soviel Peilinformationen eingespeichert werden, daß in der Auswerfeinrichtung 11 der Umriß beispielsweise einer Kardiofde deutlich erkennbar wird. Damit können auch mit einem solchen Adcock-Peiler nur sehr kurzzeitige sich öfter wiederho lende Peilsignale, wie sie von Radarsendern kommen, exakt ausgewertet werden.

F i g. 3 zeigt wiederum für einen Dopplerpeiler eine andere Anwendungsmöglichkeit der Erfindung. Hier

• wird zur Kompensation von laufzeitbedingten Peilfehlern abwechselnd eine Linksrotation und eine Rechtsrotation der Antennencharakteristik durchgeführt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel werden über die Abtaststeuereinrichtung 2 beispielsweise zunächst zehn Rechtsumläufe und anschließend zehn Linksumläufe der Antennencharakteristik ausgewertet. Durch diese jeweils mehrfache Auswertung von in gleicher Richtung rotierenden Umläufen wird eine bessere Anpassung an das Einschwingverhalten des Empfängers 3 erreicht.

Der Summator und der anschließende FM-Demodulator ist in diesem Ausführungsbeispiel in zwei getrennte Zweige 20, 26 bzw. 21, 31 aufgeteilt. Die Einlesevorrichtungen 22 bzw. 27 dieser getrennten Summatoren 20 und 21 werden wiederum über gesonderte externe Steuersignale angesteuert. In dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 erfolgt diese Ansteuerung über die zusätzlichen Steuerschaltungen 25 und 30 in Abhängigkeit von der ümiaufsteuereinrichtung 2, und zwar derart, daß über die beispielsweise zehn aufeinanderfolgenden Rechtsumläufe der Antennencharakteristik das hierbei erhaltene Peilergebnis in den einen Summator-Demodulator-Kreis 20, 26 eingelesen wird während die Peilergebnisse der darauffolgenden zehn Linksumläufe in den anderen Zweig 21, 31 eingelesen werden, dazwischen jeweils der Einlesevorgang des anderen Zweiges jedoch gesperrt ist. Das Auslesen der gespeicherten Peilinformationen aus den beiden Summatoren 20 und 21 erfolgt wieder kontinuierlich. Auf diese Weise werden in den beiden Zweigen jeweils für Linksrotation bzw. Rechtsrotation über mehrere alternierende Umlauf-Perioden hinweg Peilinformationen gewonnen und gespeichert, so daß auch sehr schwache Signale mit genügender Beobachtungszeit in den Summatoren ausgewertet werden können. Dies hat zusätzlich noch den Vorteil, daß am Ausgang der Demodulatoren 26 und 31 jeweils gleichzeitig die Peilergebnisse zur Auswertung zur Verfügung stehen und keine zusätzlichen Speicher nötig sind. Zusätzlich zu dieser Steuerung des Einlesevorganges in Abhängigkeit von den Rechts- b*.w. Linksumläufen kann auch hier wieder die im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebene Trägersensor-Steuerung angewendet werden, so daß auch hier wieder sehr kurzzeitige Signale gepeilt werden können.

Fig.4 zeigt, wie mit drei solchen getrennten Summator-Demodulator-Kreisen 36, 37 und 38 gleichzeitig drei intermittierende zeitmäßig verschachtelte Peilsignale ausgewertet und angezeigt werden können. Hierzu ist es lediglich nötig, dem Empfänger eine geeignete Signalerkennungsvorrichtung 32 zuzuordnen, die erkennt, ob gerade das eine oder andere von mehreren Signalen empfangen wird. Über diese Signalerkennungsvorrichtung werden dann wieder die Einlesevorrichtungen der parallel angeordneten Summatoren so gesteuert, daß die jeweils von dem einen Peilsignal gewonnene Peilinformation in dem einen Kreis 36, die von einem anderen Sender stammenden Peilinformationen in dem zweiten Kreis 37 und die dritte Peilinformation im Kreis 38 gesondert gespeichert wird, und zwar wiederum über beliebig viele aufeinanderfolgende Antennenumläufe. Auch hier kann natürlich wieder die zusätzliche Steuerung in Abhängigkeit vom Trägersensor angewendet werden. Auch eine Kombination mit der getrennten Speicherung vor. Links- und Rechtsumläufen im Sinne der Fig.3 ist hierbei möglich.
Fig.5 zeigt wieder im Zusammenhang mit einem Dopplerpeiler, wie für die Auslesung des im Summator 5 gespeicherten Signals eine andere Taktfrequenz benutzt werden kann als für das Einlesen. Für das extern gesteuerte Einlesen über die Einlesevorrichtung 6 wird wieder die von der Umiauffrequenz abgeleitete Taktfrequenz benutzt, wie dies durch die Taktsteuerschaltung 33 angedeutet ist. Das unabhängig vom Einlesen kontinuierlich durchgeführte Auslesen über die Auslesevorrichtung 8 erfolgt mit einer höheren Taktfrequenz über die Taktsteuereinrichtung 34. Hierfür ist ein gesonderter Taktgenerator 35 vorgesehen, der die höhere Auslesetaktfrequenz erzeugt. Auf diese Weise kann mit einer sehr niedrigen Antennenumlauffrequenz und deshalb mit einer sehr kleinen Empfängerbandbreite gearbeitet werden, denn durch die höhere Auslese-Taktfrequenz wird auch bei gleichbleibendem Modulationsindex die Modulationsfrequenz erhöht und dadurch werden küntere Filterzeitkonstanten für die Filter in den Auswerisciiaiiufigen und 5OiTiU auch kürzere Auswertzeiten möglich. Dies bedeutet eine schnellere Verarbeitung des Ausgangssignals, und zwar unabhängig von der jeweiligen Wahl der Einlese-Taktfrequenz. Es besteht auch die Möglichkeit, die Auslesefrequenz mit anderen Auswertsystemen zu synchronisieren.

Wie in Fig. 5 schematisch noch angedeutet ist, setzt diese erhöhte Auslese-Taktfrequenz voraus, daß die einzelne.} Speicherzellen der Speichervorrichtung 7 des Summators 5 jeweils definiert einer jeweiligen Winkelstellung der Peilantenne zugeordnet sind. Zu diesem Zweck wird durch einen zusätzlichen Synchronisierimpuls, beispielsweise dem bei sotehen Dopplerpeilern sowieso immer mit ausgewertete sogenannte Nordimpuls, sichergestellt, daß für den jeweiligen Winkelwert Null (Nordrichtung der Peilantenne) das entsprechende Ergebnis beispielsweise immer in der ersten Speicherzelle eingespeichert wird usw. und daß in dem Generator 35 ein zweiter Nordimpuls erzeugt wird und damit sichergestellt ist, daß auch das Auslesen der ersten Speicherzelle jeweils immer nur bei dem Auftreten dieses zweiten Nordimpulses erfolgt. Ansonsten kann die Auslese-Taktfrequenz völlig unabhängig von der Einlese-Taktfrequenz gewählt werderi, es muß nur dafür gesorgt werden, daß die beiden Nordimpulse für die Einlesung und Auslesung jeweils auf eine definierte Speicherzelle bezogen sind.

Dieses Auslesen mit anderer Auslese-Taktfrequenz kann natürlich ebensogut bei den getrennten Summatoren nach F i g. 3 angewendet werden. F i g. 6 zeigt die Anwendung bei einem Adcock-Peiler. Trotz relativ niedriger Umlaufdrehzahl der Antenne von beispielsweise nur 1 bis 10 Hz kann trotzdem auf einfache Weise eine für das Auge zusammenhängende Abbildung der Peilfigur erreicht werden, indem durch eine Erhöhung der Auslesetaktfrequenz die Umlauffrequenz erhöht wird.

Als Summator eignen sich besonders gut die bekannten N-Pfad-Filter, wie sie beispielsweise in Radiomentor Heft 11, 1963, Seiten 783 bis 785 beschrieben sind Die Einlesevorrichtungen sind hierbei meist elektronische Schalter, die Speicherglieder zugeordnete Ä-C-Glieder und die Auslesevorrichtungen sind meist wiederum elektronische Schalter. Die Schalter werden zyklisch mit der eingegebenen Einbzw. Auslese-Taktfrequenz geschaltet. Das Unterbrechen bzw. Sperren des Einlesevorgangs im Sinne der Erfindung bedeutet hier also jeweils, daß alle Einlese-Schalter geöffnet bleiben. Damit ist sichergestellt, daß

auch keine Spannung Null an die Speicherzellen gelangt. Im Prinzip könnte das Unterbrechen des Einlesevorgangs auch durch einen zusätzlichen vor dem Summator geschalteten Schalter erfolgen, der beim Sperren einfach geöffnet wird. Da solche Summatoren jedoch im allgemeinen zusätzliche Verstärker enthalten und

hierdurch auch bei offenem Summator-Eingang Spannungen Null erzeugen und über die Einlesevorrichtung den Speicherzellen zugeführt werden können, was eine Integration auf Null bedeuten würde, ist diese Maßnahme nur für bestimmte Summatoren geeignet.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche: Die Erfindung betrifft einen Funkpeiler laut Oberbe griff des Hauptanspruches,

1. Funkpeiler, bei dem die Peilinformation aus Funkpeiler dieser Art sind bekannt (DE-PS 12 98 162 einer riohtungsabhängigen Amplituden- oder Fre- bzw. G. Winkler, Deutsche Gesellschaft für Ortung und quenzmoduiation des empfangenen Signals durch 5 Navigation, Bericht Nr. 1054, Februar 1966, Seiten 103 die Peilantenne gewonnen wird, mit einem vor oder bis 104 »Stand und Möglichkeiten der Anwendung von nach dem Empfänger-Demodulator angeordneten Korrelationsmethoden der Ortung«). Bei den Funkpei-Summator, der eine taktfrequenzgesteuerte Einlese- lern mit Frequenzmodulation durch die Antenne, vorrichtung, einen Speicher sowie eine taktfre- beispielsweise Dopplerpeilern, ist hierbei der Suinmator quenzgesteuerte Auslesevorrichtung aufweist, d a - 10 vor dem Demodulator angeordnet, bei den Funkpeilern durch gekennzeichnet, daß die Taktfre- mit Amplitudenmodulation durch die Antenne, beiquenzssteuerung der Einlesevorrichtung (6, 22, 27) spielsweise bei Adcockpeilern, meist nach dem Demodes Summators (5,20,21,36,37,38) unabhängig von dulator. Die zur Signal-Abstands-Verbesserung vorgeder Taktfrequenzsteuerung seiner Auslesevorrich- sehenen Summatoren können nach den verschiedenartung (8, 24, 29) durch eine gesonderte Steuerschal- 15 ;:gsten Prinzipien aufgebaut sein, sie sind als sogenannte tung (13,32) sperrbar und freigebbar ist abtastanaloge bzw. digitale Filter, auch N-Pfad-Filter

2. Peiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- genannt, bekannt, auch sogenannte digitale Signalaveranet, daß die Steuerschaltung ein Trägersensor (13) ist ger, Korrektoren bzw. rechnergesteuerte Summatoren und die Einlesevorrichtung (6) gesperrt wird, wenn sind hierfür geeignet Diesen Summatoren ist gemeinkein zu peilendes Signal empfangen wird. 20 sam, daß sie eine taktfrequenzgesteuerte Einlesevor-

3. Peiler nach Ansprach 1 oder 2, dadurch richtung, eine darauffolgende Speichervorrichtung und gekennzeichnet, daß zwei oder mehr getrennte eine ebenfalls taktfrequenzgesteuerte Auslesevorrich-Summator-Demodulator-Kreise (20, 26; 21, 31; 36, tung aufweisen. Bei ihrer Anwendung in Funkpeilern 37,38) vorgesehen sind, deren Einlesevorrichtungen der eingangs erwähnten Art werden diese Taktfrequen-(22, 27) in Abhängigkeit von der zeitlichen 25 zen jeweils von der Umlauffrequenz des Antennensy-Aufeinanderfolge und/oder der Frequenz der stems abgeleitet Diese Summatoren haben die Eigen-Peilsignale und/oder von einem vorbestimmten schaft, im Frequenzbereich gesehen als Filter zu wirken, Steuerprogramm durch die Steuervorrichtung (2,32) dessen Bandbreite automatisch um so schmaler wird, je getrennt sperrbar bzw. freigebbar sind. länger das Signal andauert

4. Peiler nach Anspruch 3 mit einer abwechselnd 30 Die bekannten Umlauffunkpeiler dieser Art besitzen eine Linksro'aiion und Rechtsrotation der Anten- noch gewisse Nachteile. So können beispielsweise nencharakteristik ermöglichenden Antennensteue- periodisch oder stochastisch sich wiederholende Signarung, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gesonderte Ie. die kürzer als eine Umlaufperiode des Peilers sind, Summator-DemcxJulator-K.reise (20, 26; 21, 31) beispielsweise getastete Morsesignale, Radarsignale vorgesehen sind, deren Einlesevorrichtungen (22,27) 35 oder dgl, sehr ungenau ausgewertet werden, da die durch die Antennenabtaststeuereinrichtung (2) so Rauscheinflüsse in den Signalpausen das Peilergebnis gesteuert sind, daß abwechselnd die aus einer stark verfälschen. Zum Auswerten von sehr schwachen vorbestimmten Anzahl von Linksrotationen gewon- Signalen muß der Summator sehr schmalbandig wirken, nenen Peilsignale in den einen und die aus einer dies bedeutet jedoch eine sehr langt Peobachtungszeit, vorbestimmten Anzahl von Rechtsrotationen ge- 40 d. h. das Peilergebnis muß Qber mehrere aufeinanderfolwonnenen Peilsignale in den anderen Summator gende Umlaufperioden ausgewertet werden. Zur eingelesen werden. Laufzeitkompensation ist es bei solchen Umlaufpeilern

5. Peiler nach Anspruch 3 oder 4, dadurch üblich, abwechselnd eine Linksrotation und Rechtsrotagekennzeichnet, daß die Steuerschaltung eine tion der Antennencharakteristik auszuwerten (DE-PS Signalerkennungsvorrichtung (32) ist und die Einle- 45 12 04 288). Selbst wenn man abwechselnd beispielsweise sevorrichtungen (22, 27) der getrennten Summator- zehn Antennenumläufe mit Rechtsrotation und an-Demodulator-Kreise durch diese so gesteuert sind, schließend zehn Antennenumläufe mit Linksrotation im daß die jeweils von Sendern unterschiedlicher Summator auswerten würde, so würde für viele Fälle Frequenz gewonnenen Peilsignale in getrennte nicht die nötige Zeitkonstante für die vollständige Summator-Demodulator-Kreise (36,37,38) eingclc so Einspeicherung des Peilsignals in den Summator sen werden. erreicht werden. Die Zahl der alternierenden Links-

6. Peiler nach einem oder mehreren der Rrchts-Antennenumläufe kann aus Gründen der Anzeivorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- gegeschwindigkeit nicht beliebig vergrößert werden, net, daß die Taktfrequenz der Auslesevorrichtung (8, Mit den bekannten Umlaufpeilern können auch nicht 24, 29) des Summators (5, 20, 21, 36, 37, 38) 55 ohne weiteres mehrere aus unterschiedlichen Richtununabhängig von der Taktfrequenz der zugehörigen gen empfangene Gleichkanalsignale getrennt ausge-Einlesevorrichtung (6,22,27) gewählt ist. wertet werden.

7. Peiler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich- Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Funkpeiler net, daß die Taktfrequenz der Auslesevorrichtung (8, der eingangs bezeichneten Art diesbezüglich zu 24,29) größer gewählt ist als die der Einlesevorrich- 60 verbessern, also einen Funkpeiler zu schaffen, mit dem tung (6,22,27). es möglich ist, einzelne bezüglich einer Umlaufperiode

3. Peiler nach Anspruch 6 oder 7, dadurch sehr kurze Signale, außerdem sehr schwache Signale gekennzeichnet, daß die Taktfrequenzen für die Ein- und schließlich auch noch mehrere Gleichkanal-Signale und Auslesevorrichtungen so gewählt sind, daß den getrennt einwandfrei auszuwerten. Zellen des Speichers (7, 23, 28) des Summators 65 Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Funkpeiler jeweils definiert keinem vorbestimmten Peilwinkel- laut Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen wert zugeordnet sind. kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen insbesondere bezüglich der verschiedenen