DE3412760C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Funkpeilung gem. dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die deutsche Patentschrift DE 30 10 957, aus der die Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 hervorgeht, betrifft einen Funkpeiler, bei welchem das Peilazimut durch Phasenmessung ermittelt wird. Die Modulationsspannungen haben einen rechteckförmigen Verlauf, welcher die Möglichkeit bietet, den Phasenwinkel mittels digitaler Schaltordnung (Phasennachlaufzähler) zu bestimmen.

Bekannt sind selbsttätig arbeitende Funkpeiler, die entweder ein drehbares Antennensystem oder ein Goniometer mit elektronisch gesteuertem, elektromechanischem Antrieb zum Aufsuchen des Empfangsminimums mittels eines geeigneten Indikators benutzen. Eine derartige Anordnung ist in der US-Patentschrift 39 67 280, welche ein integriertes System von Peilantennen und elektronischen Schaltungseinheiten zum Gegenstand hat, als Beispiel für den früheren Stand der Technik beschrieben. Derartige Einrichtungen haben außer dem beträchtlichen technischen Aufwand den Nachteil, daß sie aus Gründen der Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit regelmäßig gewartet und gepflegt werden müssen.

Bei anderen bekannten Anordnungen wird zur Ermittlung des Peilazimuts das Prinzip angewandt, die beiden Richtantennensignale mit Niederfrequenzsignalen zu modulieren, die von ein und demselben Generator geliefert werden, gegeneinander aber um 90° phasenversetzt sind, die modulierten Signale zu summieren, aus dem Summensignal nach entsprechender Verstärkung und Demodulation die Niederfrequenz zu gewinnen und die Phasenlage derselben gegenüber einer durch den Niederfrequenzgenerator bestimmten Bezugsphase zu messen.

Ein derartiger selbsttätiger Funkpeiler, bei welchem Einzelpeilungen in gleichbleibenden Zeitabständen aufeinanderfolgen und ein über mehrere Einzelergebnisse ermitteltes Azimut angezeigt wird, ist in der DD-Patentschrift 80 242 beschrieben.

Auch in der US-Patentschrift 39 67 280 wird eine nach dem Prinzip der Phasenmessung zwischen resultierender Antennenmodulationsspannung und Modulationsvergleichsspannung arbeitende Anordnung erläutert.

Die mit niederfrequenter Modulation und Phasenmessung arbeitenden Funkpeiler enthalten zwar keine elektromechanischen Stellorgane, sie haben aber den Nachteil, daß die Peilergebnisse bei gestörtem Empfang unsicher oder fehlerhaft werden. Zur wenigstens teilweisen Abhilfe muß entweder über eine größere Anzahl von Messungen gemittelt oder die Azimutbestimmung für die Dauer der Störung ausgesetzt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Funkpeilung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher das Peilazimut durch Aufsuchen eines Spannungsminimums ohne Benutzung elektromechanischer Stellorgane ermittelt wird und die daher automatisch arbeiten kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 dazu angegebenen Merkmale gelöst.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird zunächst in bekannter Weise von den von zwei zueinander rechtwinklig angeordneten Systemen einer Peilantenne gelieferten Ausgangssignalen das eine mit einem dem Sinus, das andere mit einem dem Cosinus einer Bezugsgröße proportionalen Bezugssignal multipliziert und die Summe der Produktsignale gebildet: die Bezugsgröße ist hierbei ein veränderbarer Winkelwert, die Multiplikation ist durch einstellbare Dämpfungsglieder zwischen den Antennenausgängen einerseits und den Eingängen eines Summiergliedes andererseits und/oder durch Mischung mit in ihrer Amplitude veränderbaren Signalen eines Überlagerungsoszillators realisiert, und das Peilazimut wird durch Bestimmen der zum Nullwerden der Amplitude der Summe beider Produktsignale erforderlichen Bezugsgröße ermittelt.

Eine besondere Ausführungsart der Erfindung besteht darin, daß zur elektronisch gesteuerten Dämpfung der Antennensignale multiplizierende Digital-Analog-Wandler benutzt sind.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die in ihrer Amplitude veränderbaren Signale des Überlagerungsoszillators pulsbreitenmodulierte Rechteckschwingungen.

Die Wirkungsweise eines Ausführungsbeispieles der erfindungsgemäßen Anordnung wird im folgenden näher erläutert.

Die von den beiden Antennensystemen gelieferten Signalamplituden besitzen die relativen Größen cosα und sinα, wobei α der Azimutwinkel der einfallenden Welle ist. Werden diese Signale mit je einem dem Sinus bzw. dem Cosinus einer veränderbaren Bezugsgröße ϕ proportionalen Bezugssignal multipliziert und wird die Summe Σ dieser beiden Produktsignale gebildet, so gilt:

Σ = cosα · sinϕ + sina · cosϕ = sin (α + ϕ).

Diese Summe wird zu Null, wenn

ϕ = ϕ₀ = -a + k · π (k = 0 oder 1)

ist. Die auf diese Weise ermittelte Bezugsgröße ϕ₀ ist also bis auf das Vorzeichen gleich dem Peilazimut α, abgesehen von der Zweideutigkeit mit der Differenz π, die durch Anwenden eines der bekannten Verfahren zur Seitenerkennung aufgehoben werden kann.

Das Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Die von den rechtwinklig zueinander angeordneten Antennensystemen 1 und 2 (Fig. 1) ankommenden Signale gelangen über die elektronisch steuerbaren Phasenumkehreinheiten 3 bzw. 4 und über die ebenfalls elektrisch steuerbaren Dämpfungsglieder 5 bzw. 6 an die Mischer 7 bzw. 8, in welchen die Signalfrequenz auf Zwischenfrequenzniveau transportiert wird. Die hierzu erforderliche gemeinsame Oszillatorspannung mit rechteckförmigem Verlauf wird vom Syntheseoszillator als Überlagerungsoszillator 9 geliefert, dessen Ausgangsspannung unabhängig von der eingestellten Frequenz konstant ist. Je ein Zweig der Oszillatorspannung wird über die Pulsbreitenmodulatoren 10 bzw. 11 den Mischern 7 bzw. 8 zugeführt: die Ausgangsspannungen derselben werden im Summierglied 12 addiert, auf welches der Minimumdetektor 13 folgt.

In der Steuereinheit 14 werden fortlaufend digitale Signale erzeugt, welche dem Sinus bzw. dem Cosinus einer den vollen Winkel stetig durchlaufenden Bezugsgröße ϕ entsprechen und welche auf die Phasenumkehreinheiten 3 bzw. 4, auf die steuerbaren Dämpfungsglieder 5 bzw. 6 und über die multiplizierenden Digital-Analog-Wandler 15 bzw. 16 auf die Pulsbreitenmodulatoren 10 bzw. 11 so einwirken, daß die von den Antennensystemen 1 bzw. 2 ankommenden Peilsignale mit dem Sinus bzw. dem Cosinus der jeweiligen Bezugsgröße ϕ gewichtet werden.

Mit Rücksicht darauf, daß die Pulsbreitenmodulatoren 10 und 11 nur in einem beschränkten Bereich der Bezugsgröße ϕ mit genügender Genauigkeit arbeiten, und daß sie keine negativen Werte der Winkelfunktionen berücksichtigen können, sind mehrere mittels der steuerbaren Dämpfungsglieder 5 bzw. 6 umschaltbare Teilbereiche erforderlich. Diese werden von der Steuereinheit 14 ausgewählt, welche außerdem die beim Vorzeichenwechsel eines Winkelfunktionswertes notwendige Umkehrung der Signalphase in den Phasenumkehreinheiten 3 bzw. 4 bewirkt.

Der an den Ausgang des Summiergliedes 12 angeschlossene Minimumdetektor 13 gibt beim Erreichen des Empfangsminimums an die Steuereinheit 14 ein Signal, durch welches der Zahlenwert ϕ ₀ der in diesem Augenblick vorliegenden Bezugsgröße ermittelt und - gegebenenfalls vorzeichenberichtigt - gespeichert wird. Diese gespeicherte Größe ist bis auf die Zweideutigkeit mit der Differenz π das gesuchte Peilazimut α; es kann an der Peilanzeigeeinheit 17 abgelesen werden.

Claims (3)

1. Anordnung zur Funkpeilung mittels eines Einkanalempfängers und einer aus zwei zueinander rechtwinklig angeordneten Systemen bestehenden Peilantenne, von deren beiden Ausgangssignalen das eine mit einem dem Sinus, das andere mit einem dem Cosinus einer Bezugsgröße proportinalen Bezugssignal multipliziert wird, in einem Summierglied die Summe der Produktsignale gebildet und aus dem Summensignal in einer Vergleichsan­ ordnung die Einfallsrichtung bestimmt wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Bezugsgröße ein unabhängig veränderlicher Winkelwert ist, daß die Multiplikation durch einstellbare Dämpfungsglieder (5, 6) zwischen den Antennenausgängen einerseits und den Eingängen eines Summiergliedes (12) andererseits und/oder durch Mischung mit in ihrer Amplitude veränderbaren Signalen eines Überlagerungsoszillators (9) realisiert ist und daß das Peilazimut in der aus einem Minimumdetektor (13) und einer Steuereinheit (14) bestehenden Vergleichsanordnung durch Bestimmen der zum Nullwerden der Amplitude der Summe beider Produktsignale erforderlichen Bezugsgröße ermittelt wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur elektronisch gesteuerten Dämpfung der Antennensignale multiplizierende Digital-Analog-Wandler (15, 16) benutzt sind.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in ihrer Amplitude veränderbaren Signale des Überlagerungsoszillators (9) pulsbreitenmodulierte Rechteckschwingungen sind.