DE3347068C2

DE3347068C2 -

Info

Publication number: DE3347068C2
Application number: DE19833347068
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Ing. 7913 Senden De Bischoff; Bernd Dipl.-Ing. 2394 Satrup De Reimer
Original assignee: Telefunken Systemtechnik AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1983-12-24
Filing date: 1983-12-24
Publication date: 1992-03-26
Also published as: DE3347068A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Peilempfänger der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.The invention relates to a direction finding receiver in the preamble of claim 1 specified Art.

Zur Umsetzung der hochfrequenten Peilsignale auf eine feste Zwischenfrequenz werden diese mit dem Signal eines veränderbar einstellbaren Lokaloszillators gemischt. Die Empfangsfrequenz des Peilempfängers ist damit festgelegt durch die feste Zwischenfrequenz und die Mischfrequenz des Lokaloszillators und über letztere einstellbar.To convert the high-frequency DF signals to a fixed intermediate frequency with the signal one changeable adjustable local oscillator mixed. The The reception frequency of the direction finder is thus fixed by the fixed intermediate frequency and the mixed frequency of the Local oscillator and adjustable via the latter.

Für die Peilung von Signalen mit nicht vorher bekannter Frequenz muß der gesamte Empfangsbereich, der im allgemeinen wesentlich größer als die durch die Filter im Zwischenfrequenzbereich begrenzte Empfangsbandbreite ist, auf das Auftreten eines Signals überwacht werden. Bei Entdeckung eines Signals muß der Lokaloszillator auf eine entsprechende Mischfrequenz zur Umsetzung des hochfrequenten Signals in den schmalen ZF-Bereich des Empfängers abgestimmt werden. Hierzu kann beispielsweise über eine Regelschleife die Mischfrequenz solange verändert werden, bis die Mischung mit dem empfangenen Signal ein Nutzsignal bei der festen Zwischenfrequenz ergibt. Diese Art der Abstimmung des Lokaloszillators erfordert jedoch eine bestimmte Regelzeit, die die Peilung extrem kurzer Signale, wie z. B. Radarimpulse, nicht zulassen.For the bearing of signals with previously unknown signals Frequency must cover the entire reception area, which in general much larger than that of the filters in Intermediate frequency range is limited reception bandwidth, be monitored for the occurrence of a signal. At The local oscillator must detect a signal on a appropriate mixing frequency to implement the high-frequency signal in the narrow IF range of the Be tuned to the recipient. This can be done, for example The mixing frequency is changed over a control loop until the mix with the received signal gives a useful signal at the fixed intermediate frequency. This type of local oscillator tuning requires however, a certain control period that makes the bearing extremely short signals such as B. Radar pulses, do not allow.

Aus der DE 31 47 815 C1 ist eine Funkempfangseinrichtung mit einem Filterbankempfänger bekannt. Diese Einrichtung dient zum Empfang von Nachrichtensendern, die nach dem Frequenzsprungverfahren arbeiten. Ferner ist mit dieser Einrichtung auch eine Richtungsbestimmung des Nachrichtensenders möglich.From DE 31 47 815 C1 is a radio receiving device with a Filter bank receiver known. This facility is used for reception of news channels that use the frequency hopping method. Furthermore, this device is also used to determine the direction of the News channels possible.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Peilempfänger anzugeben, der eine wesentlich schnellere Abstimmung des Lokaloszillators und damit die Peilung extrem kurzzeitiger Signale ermöglicht.The object of the present invention is a direction finder specify a much faster vote of the local oscillator and thus the bearing extremely short-term signals.

Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung. The invention is described in claim 1. The Subclaims contain advantageous refinements and Developments of the invention.

Die Erfindung ermöglicht eine sehr schnelle Abstimmung der Empfangsfrequenz der schmalbandigen Kanäle eines Peilempfängers auf die Frequenz eines einfallenden Signals, so daß auch noch so kurze Signale, wie beispielsweise Radarimpulse, gepeilt werden können. Der Peiler wirkt dabei in der Frequenz ebensoweit offen wie ein Peiler mit sehr breitbandigen Kanälen, ohne dessen Nachteil der Störempfindlichkeit zu haben.The invention enables a very quick coordination of the Reception frequency of the narrowband channels of a DF receiver on the frequency of an incident signal, so that signals as short as possible, such as radar pulses, can be taken. The direction finder acts in open to the frequency as much as a direction finder with very broadband channels without the disadvantage of interference sensitivity to have.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand zweier bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch veranschaulicht. Dabei zeigtThe invention is based on two more preferred below Embodiments with reference to the figures still illustrated. It shows

Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau eines erfindungsgemäßen Peilempfängers mit mehreren Antennen, Fig. 1 shows the basic structure of a Peilempfängers invention with a plurality of antennas,

Fig. 2 eine Ausführungsform mit einer Filterbank, Fig. 2 shows an embodiment with a filter bank,

Fig. 3 eine Ausführungsform mit einer Oszillatorbank. Fig. 3 shows an embodiment with an oscillator bank.

Bei dem in Fig. 1 skizzierten Peileraufbau werden die von der Rundumantenne 1 empfangenen Signale der Einrichtung 2 zugeführt. Diese bestimmt die Frequenz f_in des einfallenden Signals und erzeugt eine Lokaloszillatorsignal mit der zur Umsetzung des empfangenen HF-Signals auf die Zwischenfrequenz f_z des Empfängers notwendigen Mischfrequenz f_m. Dieses Lokaloszillatorsignal wird über einen Leistungsteiler 3 den Mischern 5 zugeführt, die die über die Peilantenne 4 empfangenen Signale in die Zwischenfrequenzlage umsetzen. Die zwischenfrequenten Signale werden dann im Auswerteteil 6 nach an sich bekannten Monopulspeilverfahren zur Bestimmung von Einfallsrichtung und eventuell weiterer Größen wie Pulsdauer, Frequenz, Pulswiederholfrequenz usw. ausgewertet. Die Abstimmung des Lokaloszillatorsignals auf die richtige Mischfrequenz f_m erfolgt in so kurzer Zeit nach Entdeckung des Empfangssignals, daß auch extrem kurze Signale, wie Radarimpulse, noch auswertbar sind. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele für die Gestaltung der Einrichtung 2 beschreiben die Fig. 2 und 3.In the procedure outlined in FIG. 1, direction finder structure received from the omnidirectional antenna 1 signals of the device 2 are fed. This determines the frequency f _{in of} the incident signal and generates a local oscillator signal with the mixed frequency f _m necessary for converting the received RF signal to the intermediate frequency f _{z of} the receiver. This local oscillator signal is fed via a power divider 3 to the mixers 5 , which convert the signals received via the DF antenna 4 into the intermediate frequency position. The intermediate frequency signals are then evaluated in the evaluation part 6 according to known monopulse bearing methods for determining the direction of incidence and possibly other variables such as pulse duration, frequency, pulse repetition frequency, etc. The local oscillator signal is tuned to the correct mixed frequency f _m in such a short time after the reception signal has been discovered that extremely short signals, such as radar pulses, can still be evaluated. Advantageous embodiments for the design of the device 2 describe the Fig. 2 and 3.

Die Fig. 2 zeigt im wesentlichen eine Filterbankanordnung mit einem spannungsgesteuerten Oszillator. Hierbei wird das von der Rundumantenne 1 empfangene Signal nach Durchlaufen eines ersten Verstärkers 12 über einen Leistungsteiler 13 auf mehrere parallele Signalwege mit jeweils einem Bandpaßfilter 14 aufgeteilt. Die Durchlaßbandbreite der Filter 14 entspricht der ZF-Bandbreite Δf des Empfängers. Die Durchlaßbereiche decken aneinander anschließend den gesamten Empfangsfrequenzbereich des Peilers ab. Fig. 2 shows essentially a filter bank arrangement comprising a voltage controlled oscillator. Here, the signal received by the omnidirectional antenna 1 after passing through a first amplifier 12 via a power divider 13 is divided into several parallel signal paths, each with a bandpass filter 14 . The pass bandwidth of the filters 14 corresponds to the IF bandwidth Δf of the receiver. The pass bands subsequently cover the entire directional range of the direction finder.

Den Bandpaßfilter 14 folgen Detektoren 15 und hochverstärkende Komparatoren 16, die dann ein Signal abgeben, wenn innerhalb des Durchlaßbereichs des entsprechenden Bandpaßfilters ein Empfangssignal auftritt. Mit einer Frequenzlogik 17 wird die Frequenzinformation verarbeitet und ein Treiberverstärker 18 für den varaktorabgestimmten Lokaloszillator 19 aktiviert. Der Oszillator gibt das Umsetzersignal der Mischfrequenz f_m über einen Isolator 20 und einen Endverstärker 21 auf den Leistungsteiler 3 zur Aufteilung auf die Peilkanäle. Das Lokaloszillatorsignal mit der richtigen Mischfrequenz steht bereits nach etwa 100 ns nach Beginn des Empfangssignals zur Verfügung.The bandpass filter 14 is followed by detectors 15 and high-gain comparators 16 , which emit a signal when a reception signal occurs within the pass band of the corresponding bandpass filter. The frequency information is processed with frequency logic 17 and a driver amplifier 18 for the varactor-tuned local oscillator 19 is activated. The oscillator outputs the converter signal of the mixed frequency f _m via an isolator 20 and an output amplifier 21 to the power divider 3 for division into the DF channels. The local oscillator signal with the correct mixed frequency is available after approximately 100 ns after the start of the received signal.

Vorteilhafterweise sind die Steuerspannungen der Treiberverstärker 18 für den Oszillator 19 so gewählt, daß in dem unteren Teil des Empfangsfrequenzbereichs die Mischfrequenz um den Betrag der Zwischenfrequenz f_z höher und im oberen Teil des Empfangsfrequenzbereichs um den Betrag der Zwischenfrequenz niedriger ist als die Frequenz f_in des Empfangssignals bzw. die Filtermittenfrequenz des ein Empfangssignal meldenden Signalwegs. Auf diese Weise kann der Frequenzbereich des Oszillators 19 wesentlich kleiner gehalten werden als der Empfangsfrequenzbereich, was die Frequenzgenauigkeit verbessert. Die Durchlaßbereiche der verschiedenen Bandpaßfilter und die entsprechenden Mischfrequenzen ergeben sich anschaulich aus dem gestaffelten Frequenzdiagramm.Advantageously, the control voltages of the driver amplifier 18 for the oscillator 19 are selected so that in the lower part of the reception frequency range the mixed frequency is higher by the amount of the intermediate frequency f _z and in the upper part of the reception frequency range is lower by the amount of the intermediate frequency than the frequency f _in Received signal or the filter center frequency of the signal path reporting a received signal. In this way, the frequency range of the oscillator 19 can be kept significantly smaller than the reception frequency range, which improves the frequency accuracy. The pass bands of the different bandpass filters and the corresponding mixing frequencies are clearly shown in the staggered frequency diagram.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist eine Oszillatorbank mit mehreren, auf verschiedene Frequenzen mit einem gegenseitigen Frequenzabstand entsprechend der Zwischenfrequenzbandbreite Δf des Empfängers abgestimmten Oszillatoren 26 vorhanden. Das über die Rundumantenne 1 empfangene und im Verstärker 12 verstärkte Empfangssignal wird im Leistungsteiler 13 auf mehrere Signalwege aufgeteilt. Im Mischer 23, der sein Pindioden- Signal vom Lokaloszillator 26 über einen Pindioden-Umschalter 25 erhält, wird das Empfangssignal in eine zwischenfrequente Lage umgesetzt. Das zwischenfrequente Signal wird in einem Bandpaß, dessen Durchlaßbereich gleich dem des zwischenfrequenten Empfängerbandes ist, gefiltert, im Detektor 15 detektiert, im Komparator 16 verstärkt und in als Frequenzlogik FL bezeichneten Einrichtungen 17 zur Auswertung der Frequenzinformation zugeführt. Diese entscheiden über das Vorliegen eines Signals in einem der Signalwege und schalten über den Schalter 25 und eine weitere Schalteinrichtung 27, mit der auch einzelne Oszillatoren gezielt gesperrt werden können, den entsprechenden Lokaloszillator 26 auf den Endverstärker 21, dessen Ausgangssignal auf den Leistungsteiler 3 gegeben wird. Die Bandstop-Filter 22 dienen zur Unterdrückung von Oszillatorsignalanteilen, die Hochpaßfilter 24 unterdrücken eventuell auftretende Schaltspitzen. Mit einer einzigen Umsetzerfrequenz können vorteilhafterweise gleichzeitig zwei verschiedene Teilfrequenzbereiche aus dem gesamten Empfangsfrequenzbereich auf die Zwischenfrequenz f_z des Empfängers umgesetzt werden, wenn die beiden Teilfrequenzbereiche um den Betrag der doppelten Zwischenfrequenz auseinanderliegen und die Umsetzerfrequenz in der Mitte zwischen den beiden Teilfrequenzbereichen liegt. Dadurch kann die Zahl der parallelen Signalwege beträchtlich verringert, bestenfalls halbiert werden. Ein Beispiel für die Frequenzlagen der Lokaloszillatoren und der einzelnen Teilfrequenzbereiche in einem solchen Fall zeigt das Frequenzdiagramm in Fig. 3. Gegenüber der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform steht die richtige Umsetzerfrequenz in noch kürzerer Zeit zur Verfügung.In the embodiment shown in FIG. 3 there is an oscillator bank with a plurality of oscillators 26 tuned to different frequencies with a mutual frequency spacing corresponding to the intermediate frequency bandwidth Δf of the receiver. The received signal received via the omnidirectional antenna 1 and amplified in the amplifier 12 is divided into several signal paths in the power divider 13 . In the mixer 23 , which receives its pin diode signal from the local oscillator 26 via a pin diode switch 25 , the received signal is converted into an intermediate frequency position. The intermediate frequency signal is filtered in a bandpass filter, the pass band of which is equal to that of the intermediate frequency receiver band, detected in the detector 15 , amplified in the comparator 16 and supplied to devices 17 for evaluating the frequency information designated as frequency logic FL. These decide whether a signal is present in one of the signal paths and switch the corresponding local oscillator 26 to the power amplifier 21 via the switch 25 and a further switching device 27 , with which individual oscillators can also be specifically blocked, the output signal of which is given to the power divider 3 . The bandstop filters 22 serve to suppress oscillator signal components, the high-pass filters 24 suppress switching peaks that may occur. With a single converter frequency, two different sub-frequency ranges can advantageously be converted simultaneously from the entire reception frequency range to the intermediate frequency f _{z of} the receiver if the two sub-frequency ranges are separated by the amount of twice the intermediate frequency and the converter frequency lies in the middle between the two sub-frequency ranges. As a result, the number of parallel signal paths can be considerably reduced, at best halved. The frequency diagram in FIG. 3 shows an example of the frequency positions of the local oscillators and the individual partial frequency ranges in such a case . Compared to the embodiment shown in FIG. 2, the correct converter frequency is available in an even shorter time.

Claims

1. Direction finder with several receiving channels for receiving several DF voltages and an azimuth-independent round voltage with devices for generating a converter signal with an adjustable mixing frequency for converting the high-frequency DF signals within a predetermined reception frequency range to a fixed intermediate frequency, characterized by several parallel signal paths for the azimuth-independent round voltage with frequency-selective devices , each covering only a sub-area of the entire reception frequency range, the individual sub-areas lying differently and together covering the entire reception frequency range, by means of a power divider ( 13 ) for dividing the round-voltage signal over the several signal paths, each arranged according to the frequency-selective means ( 14 ) Signal detectors ( 15 ) in each signal path and by a control logic which determines the mixed frequency in accordance with the output signals of the signal detectors to the value (f _m ) required for the intermediate frequency conversion of a detected RF signal.

2. DF receiver according to claim 1, characterized by a bandpass filter ( 14 ) in the frequency-selective devices with a passband assigned to the signal path corresponding passband, by a variable in frequency adjustable local oscillator ( 19 ) in the devices for generating a converter signal and in Control logic devices ( 17, 18 ) for generating a setting signal for the local oscillator ( Fig. 2).

3. DF receiver according to claim 1, characterized in that the frequency-selective devices in each signal path one of a plurality of local oscillators ( 26 ), a mixer ( 23 ) for mixing the round-voltage signal with the local oscillator signal and a arranged after the mixer, tuned to the fixed intermediate frequency bandpass filter 28 , the mixed frequency of the local oscillators ( 26 ) being different and selected such that a round-voltage signal lying within the reception frequency range is converted in at least one signal path to the pass band of the bandpass filter, and that the control logic comprises switching means ( 25, 27 ) by means of which the local oscillator of the signal path in which a signal is detected is connected to the receiving channels for frequency conversion of the direction-finding signals.

4. DF receiver according to one of claims 1 to 3, characterized characterized that the control logic by external Commands can be influenced.