DE3500760C1 - Automatische Peilwinkelermittlung - Google Patents

Description

a) die Häufigkeitsverteilung der Peilspannungs- Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorpaare oder entsprechender Parameterpaare ge- richtung zur automatischen Peilwinkelermittlung bei speichert wird, io Sichtfunkpeilern nach dem Doppelkanalprinzip, insbe-

b) die Häufigkeitsverteilung durch Vergleichen sondere bei schwierigen Empfangsverhältnissen.

mit vorbestimmten Musterverteilungen oder Bei Sichtfunkpeilern nach dem Doppelkanalprinzip charakteristischen Merkmalen dieser Muster- wird die einfallende Welle mit Hilfe von zwei Antennenverteilungen einer Klasse zugeordnet wird, und paaren in zwei Richtungskomponenten aufgespalten, daß 15 Aus den beiden Antennenspannungen werden mit Hilfe

c) der Peilwinkel mittels des der Klasse zugehöri- eines Empfängers, Mischereinrichtungen und Filtereingen Berechnungsverfahrens aus der Häufig- richtungen zwei Peilspannungen gebildet. Diese beiden keitsverteilung bestimmt wird. Peilspannungen werden an die X- und V-Ablenkeinheit

eines Sichtbildschirms gelegt Die auf dem Sichtbild-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 20 schirm aufgezeichnete Peilfigur wird von dem Peilfunzeichnet, daß die Häufigkeisverteilung in Abhängig- ker ausgewertet.

keit von den Peilspannungspaaren gespeichert wird. Bei günstigen Empfangsverhältnissen, wenn das Emp-

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch fangssignal von nur einem starken Sender herrührt, entgekennzeichnet, daß die Häufigkeitsverteilung der steht auf dem Sichtbildschirm ein Peilstrich. Der Peil-Helligkeitswerte der auf einem Sichtbildschirm auf- 25 winkel, der die Richtung des Senders angibt, ist aus der gezeichneten Peilfigur gespeichert wird. Lage des Peilstrichs auf dem Sichtbildschirm ablesbar.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn- Bei schwierigen Empfangsverhäjtnissen tritt an die Stelzeichnet, daß die Helligkeitsverteilung durch opti- Ie des Peilstrichs eine für den jeweiligen Empfangsfall sches Aufnehmen der auf dem Sichtbildschirm fertig typische Peilfigur. Ein geübter Peilfunker ist aufgrund aufgezeichneten Peilfigur gewonnen wird, wobei die 30 seiner Erfahrung in der Lage, einer aufgezeichneten Helligkeitsverteilung auf dem Sichtbildschirm nach Peilfigur einen entsprechenden Empfangsfall zuzuordeinem Raster digitalisiert undgespeichert wird. nen und durch Ermitteln der Parameter dieser Figur den

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch oder die Peilwerte anzugeben.

gekennzeichnet, daß beide Peilspannungen während Beim Empfang eines schwachen Signals, das von star-

einer Aufzeichnungsdauer Ta in vorbestimmten 35 kern Rauschen überlagert ist, ist der Peilstrich sowohl in

Zeitintervallen AT gleichzeitig abgetastet und ana- der Länge als auch in der Breite verwaschen und die

log/digital-gewandelt werden, die entstehenden Di- Ränder sind nicht scharf begrenzt. Die Richtung des zu

gitalwerte entsprechenden Speicheradressen züge- peilenden Senders entspricht ungefähr der Längsachse

ordnet werden und daß der Inhalt der adressierten dieser verschwommenen Peilfigur.

Speicherzelle inkrementiert wird. 40 Beim gleichzeitigen Empfang von zwei Signalen mit

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gleicher Frequenz, die von verschiedenen Sendern aus gekennzeichnet, daß die in dem Digitalspeicher ge- unterschiedlichen Richtungen oder von einem Sender speicherte Häufigkeitsverteilung normiert wird. mit unterschiedlichen Ausbreitungswegen, beispielswei-

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, se Bodenwelle und Raumwelle herrühren, entsteht auf dadurch gekennzeichnet, daß die Häufigkeitsvertei- 45 dem Sichtbildschirm eine Peilellipse. Die Richtung und lung anhand von Klassenmerkmalen, wie Zahl der die Ellipptizität der Peilfigur kann stark variieren. Je-Häufigkeits- bzw. Helligkeitsmaxima und Randver- doch ist die Peilfigur zeitweilig ruhig auf dem Sichtbildlauf der Häufigkeits- bzw. Helligkeitsverteilung, ei- schirm zu sehen, so daß ein geübter Peilfunker während ner Klasse zugeordnet wird. dieser Zeit den Peilwinkel bestimmen kann. Während

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 50 die Lage der Hauptachsen der Peilellipsen die Richtung dadurch gekennzeichnet, daß für die Zuordnung ei- der beiden Sender bzw. des einen Senders angibt ist die ner Klasse der Gradient der Häufigkeits- bzw. HeI- Länge der beiden Hauptachsen ein Maß für die Stärke ligkeitsverteilung ausgewertet wird. des jeweils empfangenen Signals.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, Obwohl die Sichtfunkpeiler in der Regel mit einer dadurch gekennzeichnet, daß jede Klasse eine be- 55 schmalbandigen Filterung ausgestattet sind, kann der sondere Empfangssituation repräsentiert, wie Ein- gleichzeitige Empfang von zwei Sendern mit geringfüsendereinfall, gestörter Einsendereinfall, Zweisen- gig unterschiedlicher Frequenz auftreten. Die Peilfigur dereinfall gleicher Frequenz, Zweisendereinfall un- ist nicht mehr eine reine Ellipse, sondern eine durch die terschiedlicher Frequenz oder Mehrsendereinfall. Phasenverschiebung zwischen beiden Empfangssigna-

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 60 len erzeugte elliptische Spirale. Auf dem Leuchtbilddadurch gekennzeichnet, daß der Peilwinkel mit HiI- schirm scheint wegen der Nachleuchtdauer bzw. der fe des einer Klasse zugeordneten Berechnungsver- Abklingzeit des Sichtbildschirms ein Parallelogramm, fahren aus der Häufigkeisverteilung ermittelt wird. Ferner sind Empfangsverhältnisse bekannt, bei denen

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Mehrsignalempfang oder Amplituden- oder Phasenmonach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet 65 dulation vorliegt.

durch jeweils einen Analog/Digital-Wandler (10,11) Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bisher

für einen Kanal Xbzw. Vdes Sichtfunkpeilers, einen nur manuell von einem geübten Peilfunker durchgeführ-Digitalspeicher (12) zum Speichern des Peilergebnis- te Auswertung der Peilfigur zu automatisieren.

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Die Erfindung geht dabei von dem Grundgedanken aus, für die Peilwinkelermittlung die Form, Lage und/ oder die Helligkeitsverteilung der Peilfigur, die auf einem Sichtbildschirm aufgezeichnet wird, auszuwerten.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen der Patentansprüche.

Während einer Peilmessung werden die beiden Peilspannungen eines Doppelkanalpeilers oder entsprechende Parameter, wie Amplitude und Phase der Anten-

Sichtbildschirm entstehenden Peilfigur äquivalente Häufigkeitsverteilung der Peilspannungspaare. Bei bestimmten Bildpunkten, die durch die von den Digitalwerten der beiden Kanäle angesprochene Speicher-5 adresse repräsentiert wird, ist der Inhalt der adressierten Speicherzelle mehrfach inkrementiert oder beispielsweise gar nicht inkrementiert worden. Die sich nach der vorgegebenen Beobachtungszeit ergebenden Inhalte der Speicherzellen sind ein Maß für die Hellignenspannungen ausgewertet. Dabei wird die Häufigkeit, io keitsverteilung der Peildaten.

mit der Peilspannungspaare oder entsprechende Para- Das so gewonnene Histogramm wird vorzugsweise

meter auftreten, gespeichert. Nach dem erfindungsge- auf den größten Häufigkeits- bzw. Helligkeitswert normäßen Verfahren sind die als Vergleichskriterium ge- miert. Ferner wird das Peilergebnis durch eine Koordieigneten Musterverteilungen oder deren charakteristi- natentransformation in eine vorbestimmte Normallage sehe Merkmale in einem weiteren Speicher geladen. Mit 15 gebracht.

Hilfe eines Renners wird die auszuwertende Häufig- Erfindungsgemäß wird die auszuwertende Häufigkeitsverteilung mit den vorbestimmten gespeicherten keitsverteilung mit den Musterverteilungen verglichen Musterverteilungen oder deren charakteristischen und einer Klasse zugeordnet. Insbesondere wird die Merkmalen verglichen und einer der Klassen, die einer Häufigkeitsverteilung daraufhin untersucht, ob besonbestimmten Empfangsstation entspricht, zugeordnet. 20 dere Häufigkeits- bzw. Helligkeitsmaxima auftreten. Mit Hilfe des der Klasse zugehörigen Berechnungsver- Wenn die Häufigkeitsverteilung beispielsweise zwei fahrens bestimmt der Rechner aus der Häufigkeitsver- Maxima aufweist, handelt es sich um das Peilergebnis teilung den Peilwinkel. eines verrauschten schwachen Empfangssignals eines

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung einzelnen Senders. Zeigt das Histogramm hingegen vier wird die Häufigkeit, mit der einzelne Peilspannungspaa- 25 Maxima an den Eckpunkten eines Parallelogramms, re auftreten in Abhängigkeit dieser Peilspannungspaare dann liegt der Empfang von zwei in der Frequenz benachbarten Sendern vor.

Gemäß einem bevorzugten Verfahren wird der Gradient der Häufigkeits- bzw. Helligkeitsverteilung gebildet, d. h. die Änderung der Häufigkeit beim Vergleich von benachbarten Peilspannungspaaren bzw. Koordinatenpunkten bestimmt.

Die Häufigkeitsverteilung wird anhand der Häufigkeitsmaxima und besonderer Randwerte einer Klasse zugeordnet, die die entsprechende Empfangssituation repräsentiert.

gespeichert, d. h. jeweils einem Peilspannungspaar ist ein Speicherplatz eines Speichers zugeordnet, in dem die Zahl der Ereignisse gespeichert ist. Ein Ereignis ist das Auftreten dieses Peilspannungspaares.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird für die automatische Peilwinkelermittlung die Helligkeitsverteilung der auf einem Sichtbildschirm aufgezeichneten Peilfigur ausgewertet. Sie ergibt sich aus der Häufigkeit der Strahldurchläufe auf dem Sichtbildschirm.

Erfindungsgemäß kann das Peilergebnis durch optisches Aufnehmen der auf dem Sichtbildschirm fertig aufgezeichneten Peilfigur gefunden werden. Dies geschieht beispielsweise mit einer Videokamera, die den Bildschirminhalt zeilenweise aufnimmt und für jeden Bildpunkt einen Rasterwert entsprechend der Helligkeit abspeichert. Der Sichtbildschirm wird vorzugsweise mit Hilfe eines kartesischen Koordinatenkreuzes kartiert, wobei die auf dem Sichtbildschirm aufgezeichnete Peilfigur in der Form von Rasterwerten an den Koordinatenpunkten in einen Digitalspeicher geladen wird. In besonders vorteilhafter Weise ist ein Polar-Koordinatensystem für die Kartierung des Sichtbildschirms ge-

Der Rechner bestimmt mit dem für die Klasse geeigneten Berechnungsverfahren aus der Häufigkeitsverteilung den Peilwinkel.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Figur zeigt ein Prinzipschaltbild einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur automatischen Peilwinkelermittlung.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform gemäß F i g. 1 werden die beiden analogen Peilspannungen der Kanäle ATbzw. Y, die zum Ansteuern der X- bzw. Y-Ablenkungseinheit des Sichtbildschirms eines Sichtfunkpeilgerätes dienen, den Analog/Digital-Wandlern 10

eignet. Vorzugsweise enthält jeder Rasterwert die Information von mehr als zwei Helligkeitsstufen beispiels- 50 bzw. 11 zugeführt. Beide Analog/Digital-Wandler 10 weise 256 Helligkeitsstufen. In einer bevorzugten Aus- und 11 werden während der Aufzeichnungsdauer Ta führungsform wird ein Rasterbild in einem Speicher von von einem Rechner 14 angesteuert. Über einen Taktaus-256 Zeilen und 256 Spalten mit jeweils 8-Bit-Rasterwer- gang des Rechners 14 gelangt ein Taktimpuls an die ten abgespeichert. Analog/Digital-Wandler 10 und 11, die dadurch zum

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung 55 Wandeln angeregt werden. Die beiden digitalen Peilwird die Häufigkeitsverteilung aus den beiden Peilspan- spannungen, die vorzugsweise 8 Bit lang sind, sind mit nungen gewonnen, indem während der Aufzeichnung
der Peilfigur, die zum Ansteuern der X- bzw. F-Ablenkungseinheit des Sichtbildschirms dienenden Analogspannungen in vorbestimmten Zeitintervallen AT 60
gleichzeitig abgetastet und analog/digital-gewandelt
werden. Die beiden Digitalwerte werden zur Ansteuerung einer Speicherzelle in einen Digitalspeicher als
Adressen verwendet und der Inhalt der adressierten

Speicherzelle um 1 erhöht. Beim Neubeginn der Auf- 65 cherzellen des Speichers 12 an. Dessen Inhalt wird in ein zeichnung einer Peilfigur sind die Speicherinhalte auf 0 Addierwerk 13, das ebenfalls von dem Taktimpuls angegesetzt. Während der Aufzeichnungsdauer T_A ergibt steuert wird, ausgelesen, um 1 erhöht und in die Speisich aus den einzelnen Abtastwerten eine der auf dem cherzelle wieder eingelesen. Nach einem Zeitintervall

den Adresseneingängen eines Speichers 12 verbunden. Der Speicher 12 ist vorzugsweise ein 64 kByte RAM. Jedes Byte weist eine Wortlänge von 8 Bit auf.

Zu Beginn einer Aufzeichnung werden alle Speicherplätze des 64 kByte RAMs auf 0 gesetzt. Mit einem Taktimpuls werden die Analog/Digital-Wandler 10 und 11 zum Wandeln angeregt und die gewandelten Digitalwerte für den X- und Y- Kanal sprechen eine der Spei-

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ATwird mit dem nächsten Taktimpuls der Vorgang wiederholt. Nach einer vorgegebenen Beobachtungszeit Ta = M- JTentsprechen die jeweiligen Speicherinhalte in den Speicherzellen der Häufigkeitsverteilung der auftretenden Peilspannungspaare und sind ein Maß für die Helligkeitsverteilung der Peilfigur.

Die Beobachtungsdauer oder Aufzeichnungsdauer Ta wird so gewählt, daß sich als Peilergebnis eine quasistationäre Peilfigur ergibt, deren Häufigkeits- bzw. Helligkeitsverteilung relativ gesehen gleich bleibt. Vorzugs- ι ο weise ist die Aufzeichnungsdauer Ta umgekehrt proportional zur Bandbreite B des Sichtfunkpeil-Empfängers.

Nach Beendigung der Datenaufnahme vergleicht der Rechner 14 die in dem Speicher 12 gespeicherte Häufigkeitsverteilung bzw. Peilfigur mit den in weiteren Speiehern 21, 22 bis 2n gespeicherten Musterverteilungen bzw. Musterpeilfiguren. Der Rechner stellt fest, mit welcher der ihm bekannten Musterverteilungen die Häufigkeitsverteilung am besten übereinstimmt, und ordnet diese der entsprechenden Klasse zu.

Der Rechner 14 bestimmt sodann mit dem für die Klasse geeigneten Berechnungsverfahren aus der in dem Speicher 12 gespeicherten Häufigkeitsverteilung den Peilwinkel und gibt diesen an eine Anzeige 15 aus.

Für das Beispiel, daß ein Zweisendereinfall vorliegt, hat die Peilfigur die Form eines Parallelogramms. Dabei weisen die Eckpunkte oder die den Eckpunkten unmittelbar benachbarten Punkte des Parallelogramms erfindungsgemäß die größten Häufigkeits- bzw. Helligkeitswerte auf. Für die Winkelbestimmung ermittelt der Rechner die jeweiligen Koordinatenpunkte der vier größten Helligkeitswerte. Die Koordinatenpunkte werden im kartesischen Koordinatensystem durch den Zeilenindex / und durch den Spaltenindex j in der Matrix bestimmt. Der Rechner ermittelt aus den Koordinatenpunkten die Seitenhalbierenden des Parallelogramms und daraus die Winkel der beiden Einfallsrichtungen.

Ferner wird erfindungsgemäß für die Seitenerkennung der Peilrichtung in bekannter Weise die Meßspannung einer Hilfsantenne verwendet. Diese Seiteninformation kann für jeden Meßwert durch ein Bit für Hell/ Dunkel mitgespeichert werden.

Erfindungsgemäß werden die Peilwinkel mehrerer Peilmessungen berechnet und der Mittelwert gebildet, wobei einzelne Fehlmessungen eliminiert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (1)

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   ses, ein Addierwerk (13), mehreren Digitalspeichern Patentansprüche: (21,22,... 2λ,)zum Speichern der Musterpeilfiguren,

   einen Rechner (14) und eine Anzeige (15). 1. Verfahren zur automatischen Peilwinkelermittlung bei Sichtfunkpeilern nach dem Doppelkanal- 5

   prinzip, dadurch gekennzeichnet, daß