DE3510137C2 - Überwachungseinrichtung für TACAN-Funkfeuer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Überwachungseinrichtung für ein TACAN- Funkfeuer gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Durch Messung der Phasendifferenz zwischen von TACAN- Funkfeuern abgestrahlten Signalen ist an Bord von Flug­ zeugen eine Richtungsbestimmung möglich. Es waren zu­ nächst nur TACAN-Funkfeuer mit Antennen bekannt, bei denen zur Modulation der abzustrahlenden Signale mit 15 Hz und 135 Hz um eine feststehende Mittelantenne in unterschiedlichen Abständen zur Mittelantenne Sekundär­ strahler umlaufen (E-Kramar, Funksysteme für Ortung und Navigation, Verlag Berliner Union GmbH, Stuttgart, 1973, Seiten 161-169). Die Funktionsweise solcher TACAN-Funk­ feuer wird mit einem oder mehreren Feldmonitoren über­ wacht. Diese sind beispielsweise zueinander entgegenge­ setzt angeordnet. Bei Funkfeuern mit solchen mechanisch rotierenden Antennen ist es - bedingt durch die stabile mechanische Konstruktion der Antenne - unwahrscheinlich, daß das Strahlungsdiagramm bereits durch Antennenfehler gestört ist.

Neuerdings gibt es auch TACAN-Funkfeuer, bei denen das Strahlungsdiagramm durch elektronisch gesteuerte Strahl­ schwenkung erzeugt wird. Ein solches TACAN-Drehfunkfeuer ist in der DE 33 11 569 A1 beschrieben. Die Antenne eines solchen TACAN-Drehfunkfeuers hat beispielsweise 16 gleichmäßig auf einem Kreis angeordnete Antennen. Die Speisung der Antennen erfolgt über eine Butler-Matrix. Es können auch mehrere solcher übereinander angeordnete Ringe mit jeweils 16 Antennen vorhanden sein.

Ziel der Überwachung eines solchen TACAN-Funkfeuers ist folgendes:
es soll überwacht werden, ob das Strahlungsdiagramm in allen Richtungen und zu allen Zeiten seinen vorge­ schriebenen Verlauf hat;
zur Sicherstellung einer hohen Präzision des Strahlungs­ diagramms sollen die Parameter des Speisesignals einer jeden Antenne separat analysiert werden. Bei dem in der DE 33 11 569 A1 beschriebenen TACAN-Funkfeuer ist dies möglich und folglich soll diese Möglichkeit auch genutzt werden. Für die Präzision des Grob- und Feinmeß­ strahlungsdiagramms ist es von großer Bedeutung, daß die Speisesignale ihre vorgeschriebenen Phasenwerte ein­ halten. Zur Einstellung der Phasenwerte sind steuerbare Phasenschieber vorgesehen, die von einer logischen Steuereinrichtung gesteuert werden. Deshalb sollte die Überwachungseinrichtung auch zur Fehlerdiagnose verwend­ bar sein. Bei der in der DE 33 11 569 A1 beschriebenen elektronisch gesteuerten Antenne wird das Fern­ feldstrahlungsdiagramm durch die Wechselwirkung unter­ schiedlicher HF-Komponenten, die von 16 Einzelantennen der Antennenanordnung gleichzeitig abgestrahlt werden, er­ zeugt. Die 16 Einzelantennen sind gleichmäßig auf einem Kreis angeordnet. Es können auch mehrere solcher kreis­ förmiger Antennenanordnungen, die übereinander angeord­ net sind, vorgesehen sein. Es ergibt sich dann eine zylindrische Struktur. Die Phasenbeziehung zwischen den Speisesignalen für einzelne Antennen und zwischen den Komponenten selbst muß sehr genau eingehalten werden. Die stets abgestrahlten vier HF-Komponenten sind eine Trägerkomponente, das obere und untere Seitenband bei 15 Hz und ein einzelnes 135-Hz-Seitenband. Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, ist an jeder Stelle des Raumes das Funk­ feld stark beeinflußt durch Beiträge von mindestens 10 Antennen (bei dem dargestellten Diagramm sind 11 inner­ halb eines Bereiches von 12 dB). An dieser Stelle des Fernfeldes ist es daher unmöglich, die empfangenen Sig­ nale so zu analysieren, daß man zuverlässig einen teil­ weisen oder vollständigen Ausfall der betroffenen An­ tennen oder der Speiseleitungen erkennen kann.

Aus der EP-0 062 761 A1 ist ein Doppler-Drehfunkfeuer bekannt, bei dem eine Überwachungseinrichtung die Phase des Trägers in bezug auf die Phasen der Seitenbandsignale überwacht. Hierzu werden Anteile dieser Signale ausgekoppelt, und mittels Mischern und Phasenverglei­ chern wird ein Signal gebildet, dessen Größe nur bei korrekten Phasen­ beziehungen einem Vorgabewert entspricht.

Aus der Tatsache, daß das TACAN-Strahlungsdiagramm ge­ bildet ist durch die Synthese von vielen Komponenten einer Vielzahl von Antennen, können Störungen einer die­ ser Komponenten oder irgendeiner Antenne richtungsab­ hängige Fehler im TACAN-Funkfeld erzeugen. Es ist mög­ lich, daß Fernfeldmonitore in der Richtung, in der sie angeordnet sind, keinen Fehler erkennen, obwohl in anderen Richtungen starke Fehler vorhanden sind.

Deshalb ist eine wirksame Überwachung des Strahlungs­ diagramms des TACAN-Drehfunkfeuers mit elektronischer Strahlschwenkung nur möglich durch Überwachung der Bei­ träge einer jeden einzelnen Antenne. Man könnte meinen, daß dies eine schwierige und teure Aufgabe ist, jedoch ermöglicht die fundamentale Einfachheit der Modenfolge, die bei einem TACAN-Drehfunkfeuer, wie in der DE 33 11 569 A1 beschrieben, vorhanden ist und die die Basis der dort beschriebenen Antenne bildet, die Mög­ lichkeit, die Komplexität der Probleme wesentlich zu re­ duzieren. Weiterhin ermöglicht das zyklische Vorhanden­ sein der Signalkomponenten eine sehr nützliche Inte­ gration über bestimmte Perioden, wodurch es nicht not­ wendig wird, hochpräzise Abtasttechniken anzuwenden. Die Signal-Rausch-Bedingungen sind ideal und Referenz­ komponenten für HF- und NF-Signale sind verfügbar und von dem grundsätzlichen TACAN-Kontrollsystem ableitbar. Es ist möglich, eine gültige Voraussage für das TACAN- Strahlungsdiagramm im Fernfeld zu machen, wenn alle ab­ gestrahlten Komponenten, die das Strahlungsdiagramm bil­ den, einzeln und zuverlässig analysiert werden können.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 wie bereits erläutert, die Beiträge von einzel­ nen Einzelantennen zur Erzeugung des Strah­ lungsdiagramms,

Fig. 2 die Schaltstruktur zur Abtastung der Speise­ signale für die einzelnen Antennen,

Fig. 3 ein Blockschaltbild der Überwachungseinrich­ tung,

Fig. 4 ein Diagramm zur Erläuterung des Frequenzver­ haltens für den 15 Hz und 135 Hz Korrelations­ vorgang (sinusförmiges Referenzsignal), und

Fig. 5 das Frequenzverhalten für den 15 Hz und 135 Hz Korrelationsvorgang (rechteckförmiges Refe­ renzsignal).

Das Abtasten der Beiträge der einzelnen Einzelantennen wird bewirkt durch einen in der Technik der gedruckten Schaltungen realisierten Koppler. Bei jeder Einzelan­ tenne der kreisförmig angeordneten Einzelantennen (in der Zeichnung nicht dargestellt) ist ein Koppler vor­ handen. Dieser ist, wie bereits erwähnt, in der Technik der gedruckten Schaltung realisiert. Dieser Koppler koppelt einen kleinen Teil der Stromkomponente aus. Mit einer sehr großen Wahrscheinlichkeit ist der ausge­ koppelte Teil repräsentativ für das abgestrahlte Signal, das von dieser Antennenanordnung abgestrahlt wird. Es gibt natürlich auch Faktoren, die das abgestrahlte Sig­ nal ändern, ohne daß sich dies in einem entsprechenden Wechsel des ausgekoppelten Stroms bemerkbar macht, zum Beispiel Fehler bei der in der Technik der gedruckten Schaltung realisierten Einrichtung oder Fehler des ex­ ternen Radoms. Diese Wahrscheinlichkeiten sind jedoch niedrig und es besteht die Möglichkeit, durch Überwachung der von dem Element reflektierten Leistung solche Fehlermöglichkeiten zu erkennen.

Sowohl die Verwendung von Richtkopplern zur Überwachung der Speiseströme für die Einzelantennen als auch die Mittel zur Erkennung zu hoher reflektierter Ströme sind in der Vorwärtsrichtung weniger empfindlich hinsichtlich Komponenten, die in die Einzelantenne von benachbarten Elementen eingekoppelt werden. Es wird nochmals daran erinnert, daß wegen der symmetrischen Eigenschaft der Phasenmodenanregung die kombinierten gegenseitigen Koppeleffekte von benachbarten Elementen für die ver­ wendeten Moden dazu neigen, sich selbst auszulöschen.

Die Überwachungseinrichtung besteht im wesentlichen aus zwei Gruppen. Im Mittelpunkt der kreisförmigen Anordnung der Einzelantennen befindet sich ein Schalter mit 16 Zweigen, Fig. 2. Der Schalter besteht aus einem Bauele­ ment, das in der Technik der gedruckten Schaltung reali­ siert ist. Hierfür ist ein zweiseitiges Substrat vorge­ sehen und es werden kleine Glas-PIN-Dioden verwendet, die vorzugsweise in geeignet geformte Aussparungen ein­ gefügt sind. Dadurch werden die Diskontinuitätseffekte minimiert. Die Schaltung weist 16 identische Zweige auf, die radial angeordnet sind. Jeder Zweig enthält Dioden D1 und D2, die zueinander und zu einer Kapazitätseinrichtung C1 am Rand der gedruckten Schaltung in Serie geschaltet sind. An einem Punkt X zwischen der Kapazitätseinrichtung und der ersten Diode D1 ist eine Verbindung zu jeweils einem Richtkoppler (nicht dargestellt), vorhanden. Diese Richtkoppler sind jeweils benachbart zu einer Einzelan­ tenne der Antennenanordnung angeordnet (nicht darge­ stellt). Die 16 Zweige sind in vier Gruppen eingeteilt, die jeweils vier Zweige aufweisen und die zu einer die­ sen Zweigen gemeinsamen Diode D3 führen. Die vier Dioden D3 wiederum sind über Leitungen mit einem gemeinsamen Punkt Z und über diesen Punkt mit einer gemeinsamen Aus­ gangsleitung verbunden. Die elektrischen Längen der Leitungen vom Punkt X in jedem Zweig zu der jeweiligen kapazitiven Fläche C1 sind λ/4, wobei λ die Wellen­ länge der Trägerschwingung ist. Die elektrischen Längen der Leitungen von den Dioden D3 zu dem gemeinsamen Punkt Z sind jeweils λ/2 (die Längen können auch gleich 0,05 λ sein). Die Auswahl eines gewünschten Zweiges erfolgt da­ durch, daß man der kapazitiven Fläche C1 am Rande des Substrats eine Gleichspannung zuführt. Dadurch gelangt zu den Dioden D1 und D2 und D3 ein kleiner Schaltstrom und dieser schaltet die Dioden dieses Zweiges leitend. Dadurch wird es möglich, daß die HF-Spannung, die von der jeweiligen Antenne ausgekoppelt wird, durch den be­ troffenen Zweig zum gemeinsamen Punkt Z und somit auch zu der gemeinsamen Ausgangsleitung fließt. Über diese gemeinsame Ausgangsleitung gelangt das Signal zu der Verarbeitungsschaltung. Die Isolation zu benachbarten Antennenverbindungen erfolgt durch die Dioden, die in den jeweils anderen Zweigen zu der betroffenen Zeit nichtleitend sind. Von jedem Zweig aus mit leitend ge­ schalteten Dioden werden sechs nichtleitend geschaltete Dioden gesehen. Diese gehören zu der jeweiligen eigenen Gruppe mit vier Zweigen und sind zu den leitend geschal­ teten Dioden parallel geschaltet. Dies gilt für alle Zweige und man erhält dadurch eine im wesentlichen kon­ stante VSWR. Eine solche Anordnung ergibt mehrere Vor­ teile. Abgesehen von den kurzen Leitungen von den ein­ zelnen Antennenkopplern zu dem Schalter sind alle Detek­ toren und Meßeinrichtungen so angeordnet, daß sie für alle Abtastwerte verwendet werden. Dadurch wird eine sorgfältige Anpassung der Kabel- und Schaltungen ver­ mieden, die sonst zur Messung der relativen Phase not­ wendig wäre. Das Schalten des Gleichspannungsschaltsig­ nals zu den kapazitiven Flächen kann mittels einer geeigneten Schalteinrichtung realisiert werden.

Es ist wichtig, daß die hochfrequente Phase der ver­ schiedenen Komponenten am Ausbreitungspunkt meßbar ist. Inkohärente (Spitzen-)Gleichrichtung der relevanten TACAN-Komponenten an jedem Element gewährleistet, daß die relativen HF-Phasen an diesem Element korrekt sind. Sie ermöglicht jedoch nicht die Überwachung der Phasen­ ausbreitung. Sie ist auch weniger dazu geeignet, schlechte Reflexionskomponenten von den Einzelantennen der Antennenanordnungen aufgrund von Fehlern in der An­ ordnung zu erkennen. Das resultierende Fernfeldstrah­ lungsdiagramm hängt schließlich von der korrekten ein­ zelnen Phaseneinstellung an jedem Element ab.

Die ursprüngliche Einstellung des Systems erfordert das Einstellen der relativen Phase aller Träger- und Seiten­ bandkomponenten (die individuelle Phasenmoden sind). Dieses Erfordernis erfordert weiterhin die Möglichkeit, die HF-Phase an jedem Element zu messen. Alle Messungen erfolgen in bezug auf das Sendersignal. Da alle Phasen mit einer gemeinsamen Quelle verglichen werden, sind die relativen Phasenwerte, die an jeder Antenne gemessen werden, sofort erhältlich.

Jede der 16 Unteranordnungen weist einen in der Technik der gedruckten Schaltungen realisierten Koppler auf als Teil des Basisverteilungsnetzwerkes (nicht dargestellt). Dieser Koppler sollte im wesentlichen eine Komponente auskoppeln, deren Amplitude -30 dB auf das Hauptsignal ist und es sollte vorzugsweise ein Richtkoppler sein, um die Auswirkungen der gegenseitigen Verkopplung zu reduzieren und um unübliche VSWR-Zustände zu erkennen, vorausgesetzt, die Kosten sind akzeptabel.

Der Koppler sollte Signale mit einer Leistung im Bereich (200 dividiert durch 16 dividiert durch 1000) = 12 mW bis (5000 dividiert durch 16 dividiert durch 1000) = 312 mW für Funkfeuer zwischen 200 und 5000 Watt aufweisen.

Alle 16 Koppler sind verbunden mit einem Schalter mit 16 Zweigen, der, wie bereits beschrieben, gleich lange Kabel aufweist. Es ist zu erwarten, daß der Schalter mit den 16 Zweigen im Zentrum der kreisförmig angeordneten Ein­ zelantennen angeordnet ist, wodurch es möglich wird, die Länge der Kabel, für die eine Anpassung erforderlich ist, möglichst gering zu halten. Das Ausgangssignal der Schalteinrichtung wird einer Leitung zugeführt, die die ausgewählten Abtastwerte zu den Detektoren (Fig. 3) leitet. Über diese Leitung 30 werden alle Abtastwerte weitergeleitet und seine Eigenschaften sind somit nicht kritisch.

Es ist möglich, in dieser Leitung 30 ein einfaches Dämpfungsglied anzuordnen, um die Leistungen des Funk­ feuers auf Leistungen eines 200 Watt Funkfeuers zu dämpfen. Die Dämpfung erfolgt beispielsweise so, daß bei der Gleichrichtung durch den Diodengleichrichter 31 in der Fig. 3 4 mW (0,45 Volt) vorhanden sind.

Ein Koppler 32 mit einem Wert von -10 dB liefert unge­ fähr -6 dBm, die durch einen Leistungsteiler 100 aufge­ teilt werden in "I" und "Q"-Anteile, die jeweils einem Mischer 33 zugeführt werden. Die Mischerausgangssignale haben maximale "Null ZF"-Werte von ungefähr -17 dBm, was 30 mW entspricht. Die ausgekoppelten Signale werden in Quadratur mit dem Sendersignal gemischt.

Die Ausgangssignale eines jeden Mischers haben jeweils die Standard-TACAN-Impulsform, jedoch sind die relativen Amplituden Q/I so, daß sie den jeweiligen Wert Arctan (Phase) anzeigen. Das Amplitudenverhältnis bleibt kon­ stant durch den gesamten Impuls, da erwartet wird, daß die HF-Phase sich nicht verändert. Es ist deshalb nicht notwendig, das Verhältnis an einem genau vorgegebenen Punkt des Impulses abzutasten. Wenn dies erforderlich wäre, dann würde eine qualitativ hochwertigere Abtast­ technik notwendig.

Das Ausgangssignal eines jeden Mischers 33 wird inte­ griert 101, 102 über eine lange Periode und die rele­ vanten Integrationskondensatoren laden sich auf Werte auf, deren Verhältnisse die durchschnittliche HF-Phase über die Integrationsperiode anzeigen. Ist eine einzige HF-Komponente mit konstanter Phase über die gesamte Integrationsperiode vorhanden, dann erhält man auf ein­ fache Weise ein klares Ergebnis. Wenn man jedoch ein komplettes TACAN-Signal mit dominierendem Träger be­ trachtet, dann sind über eine Periode von 1/15 Sekunde alle Seitenbandkomponenten zu Null integriert und die I und Q Summen nehmen ein Verhältnis an, das eine tat­ sächliche Angabe des Arctan (Trägerphase) ist. Es sollte noch erwähnt werden, daß in der Praxis ein Schalter zwi­ schen Ausgang und Integrator eingefügt ist. Zweck eines solchen Schalters ist es, den Integrator von dem Mischer zu isolieren und zwar während der relativ langen Zeit zwischen Impulsen (98%), wodurch verhindert werden soll, daß verbleibende nicht abgeglichene Gleich­ spannungskomponenten am Mischer das letztliche Q/I-Ver­ hältnis beeinflussen und daß auch Entladungen des Inte­ grationskondensators, während der kein Impuls vorhanden ist, verhindert werden soll.

Die Werte sind so gewählt, daß gewährleistet ist, daß die A/D-Wandler in dem optimalen Bereich ihres Dynamik­ bereiches für alle möglichen Werte für I und Q betrieben werden und zwar bei allen möglichen Impulsfrequenzen. Bei einem Überwachungssystem hat der Entwickler die meisten Parameter unter Kontrolle. Insbesondere sollte die Amplitude für Funkfeuer mit unterschiedlichen Leistungen wie bereits beschrieben optimiert werden.

Es hat sich gezeigt, daß die Trägerphase gemessen werden kann auch beim Vorhandensein anderer Komponenten, vor­ ausgesetzt, es ist eine Integrationsperiode von 1/15 Sekunde möglich. Diese Messung ist dann an jeder Einzel­ antenne möglich während des Betriebs und ermöglicht eine kontinuierliche Kontrolle der Phase. Dadurch werden Fehler erkannt für die meisten der HF-Leitungen, der Butler-Matrix und der Antennenanordnung. Informationen hinsichtlich Änderung der gesamten abgestrahlten Leistung kann man erhalten aus den Pulsintegrations­ summen (Quadratwurzel I²+Q²)).

Seitenbandphasen (andere Phasenmoden) können auf ent­ sprechende Weise überwacht werden, jedoch wäre es not­ wendig, alle anderen Moden abzuschalten während der Zeit, während der die Messung erfolgt. Im allgemeinen ist es wahrscheinlich zufriedenstellender, die Seiten­ bandmodenphase zu überwachen durch Messung der Modu­ lationsphase bei Anwesenheit des Trägers, der wie bereits angegeben überwacht wird.

Für die Überwachung während des Betriebs hat es sich ge­ zeigt, daß es möglich ist, die Ausbreitungsphase der Trägerkomponente kontinuierlich zu überwachen, und zwar für jede Antenne. Dadurch werden bereits eine Vielzahl von Fehler 12 erkannt. Eine korrekte TACAN-Funktion ist dann gegeben, wenn die 135 Hz-Seitenbandkomponenten und die 15 Hz Komponenten mit der richtigen Phase und mit der richtigen Amplitude vorhanden sind. Dies gewähr­ leistet korrekte Modulationszustände.

Beim Vorhandensein eines dominierenden Trägersignals ist es einfacher, das Vorhandensein von kleineren Seiten­ bandkomponenten zu überwachen in bezug auf die Modu­ lationen, die sie erzeugen. Im Betrieb wird das gesamte Signal auf die 115 Hz und 135 Hz Modulation überprüft.

Zur Prüfung der Modulationskomponenten kann ein unab­ hängiger analoger Spitzengleichrichter verwendet werden. Die Grund-HF-Phaseninformation geht hier verloren; nur die relative HF-Phase zwischen Signalbestandteilen be­ stimmt die Modulationscharakteristik.

Die Zeitkonstanten werden für den Spitzengleichrichter 31 in Fig. 3 so gewählt, daß das Ausgangssignal das Impulsmaximum erreicht und langsam abfällt, um eine Analog/Digital Wandlung zu ermöglichen nach jedem Impuls in dem schwächeren Bereich des Konverters. Für die A/D-Wandlung stehen 4 oder 5 Mikrosekunden zur Ver­ fügung. Es ist ein einfacher Verstärker von Nutzen, der das kleine gleichgerichtete Signal (0,14 V Spitzen­ spannung für 20% Modulationsgrad) so verstärkt, daß es in dem optimalen Bereich des A/D-Wandlers liegt.

Aufeinanderfolgende Spitzenamplituden aller Impulse sind jeweils (digital) zu multiplizieren mit dem augenblick­ lichen Wert des Referenz 15 Hz Kosinus, 15 Hz Sinus, 135 Hz Kosinus und 135 Hz Sinus. Das Ergebnis einer jeden Multiplikation wird summiert über eine Periode von genau einem Zyklus von 15 Hz und neun Zyklen von 135 Hz. Die entsprechenden Summen, I₁₃₅, Q₁₃₅, I₁₅, Q₁₅ er­ geben 135 Hz und 15 Hz Phasen- und Amplitudenwerte der Modulationskomponente bei der Antenne, die gerade über­ wacht wird, in bezug auf die 135 Hz und 15 Hz Referenz­ signale, die in dem Hauptsender erzeugt werden.

Diese Werte werden alle 1/15 Sekunde abgeleitet, obwohl im Interesse einer Verringerung der Verarbeitungsge­ schwindigkeit, Abtastwerte für die aufeinanderfolgende Verarbeitung gespeichert werden können, und zwar mit einer reduzierten Datenrate.

Die Verwendung der LF Verarbeitungsmöglichkeit kann unter zwei Hauptgesichtspunkten betrachtet werden:

• 1. Kontinuierliche Überwachung der 15 Hz und 135 Hz Phasen- und Modulationstiefe während des Betriebs,
• 2. Errichten von einzelnen Nulleinstellungen für Moden­ phasenschieber mittels einer Zeit/Phasenkombi­ nationstechnik.

Im zweiten Fall wird beim Vorhandensein des bereits ge­ prüften HF Trägermodes jeder einzelne Phasenmode separat verwendet und die Phaseneinstellung kann erfolgen auf der Basis einer einzigen Seitenbandmodulation. Zu diesem Zeitpunkt nicht geprüfte Moden werden entweder abge­ schaltet oder es folgt eine Phasenrotation bei so hoher Frequenz, daß mit 15 Hz oder 135 Hz über die Meßperiode eine minimale Korrelation vorhanden ist.

Zur Bestimmung der 15 Hz und 135 Hz Phase und Amplitude erfolgt eine Korrelation mit einer Referenzwelle und einer quadratischen Referenzwelle, die man von der Steuerlogik (nicht dargestellt) für den Hauptsender er­ hält. Eine solche Verarbeitung reagiert natürlich auch, wenn andere als die gewünschten Frequenzen vorhanden sind. Diese Eigenschaften sind in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Die Untersuchung dieser Kurven zeigt, daß, wenn ein sinusförmiges Referenzsignal verwendet wird, das Antwortsignal bei allen Harmonischen der gewünschten Frequenz null ist. Dies enthält natürlich auch die 9. Harmonische von 15 Hz (135 Hz). Wenn jedoch eine recht­ eckförmige Referenzwelle verwendet wird, die man sehr einfach erhalten kann, da dann das für Sinus-und Kosinus- Werte notwendige Tabellenwerk nicht erforderlich ist, dann ist das Antwortsignal bei ungeradzahligen Har­ monischen nicht null. Diese Unvermeidbarkeit hat eine Interferenz mit dem 15 Hz Filter bei 135 Hz zur Folge. Im Falle der 135 Hz Korrelation ist das Problem kleiner, obwohl die Effekte der Harmonischen, die Störungen ver­ ursachen, und zwar durch den Gleichrichter und durch nicht angepaßtes Abtasten, bei Verwendung einer sinus­ förmigen Referenz reduziert würden.

Bei der Überwachungseinrichtung ist keine hohe Abtast­ rate erforderlich. Die HF Phasenmessung basiert auf einer Integration über eine 1/15 Sekundenperiode, an deren Ende die A/D-Wandlung durchgeführt wird.

LF-Analyse erfordert eine etwas höhere digitale Ab­ tastung, obwohl selbst hier 10 bis 15 Mikrosekunden immer zur Verfügung stehen, da der Spitzengleichrichter die Spannung eines jeden Impulspaares hält. Um die An­ forderung an die Geschwindigkeit für den Mikroprozessor zu minimieren, können einzelne Abtastwerte der Amplitude der gleichgerichteten Welle gespeichert werden zusammen mit einer Zeitreferenz, um ein korrektes Auffinden der 15 und 135 Hz Sinus- und Kosinus-Werte von einer Tabelle zu ermöglichen. Die vier Multiplikationen und Summatio­ nen, die notwendig sind für die relevanten I- und Q-Werte, können zeitlich aufeinanderfolgend erfolgen, wodurch es nicht notwendig ist, kontinuierlich abzu­ tasten. Angaben über die HF-Phase können sehr schnell nach jeder 1/15 Sekunde Integrationsperiode geliefert werden. Niedrige Frequenzphasenmessungen kann man leicht erhalten in 2/15 Sekunden 1/15 für die Abtastung und die nächste Periode zur Korrelation plus Informationsge­ brauch.

Der Hauptzweck der Überwachung während des Betriebs des Systems ist es, eine hohe Genauigkeit aller Parameter zu erreichen, ohne den Betrieb des Systems zu beeinflussen. Die Parameter müssen mit einem solchen Grad an Präzision zugänglich sein, daß sie mit vorgegebenen Standardwerten verglichen werden können, daß sie kontinuierlich ange­ zeigt werden können und wo fortschreitend langsame Störungen oder temperaturabhängige Änderungen vorhanden sind, eine Vorwarnung vor möglichen, nicht annehmbaren Zuständen möglich ist. Im Fall einer großen Abweichung der Parameter von ursprünglich vorgegebenen Werten, nach denen Schwellwerte gebildet werden, sollte es möglich sein, Alarm und möglicherweise Abschaltsignale zu erzeugen. Die bei dem Betrieb zu überwachenden Parameter sind:

• 1. Das Phasenverhalten bei jeder Einzelantenne.
• 2. Das Trägerphasenverhalten bei jeder Antenne.
• 3. Die Modulationstiefe und gemessene Phase an jeder Einzelantenne und an externen Stellen für die 15 Hz Modulation.
• 4. Die 135 Hz Modulationstiefe und Phasenmessung wie oben.
• 5. Das Vorhandensein von Referenzimpulsgruppen zur vor­ gegebenen Zeit.
• 6. Sofern notwendig, Impulsraten.
• 7. Analyse der Impulsform (hier ist Aufwand jedoch größer).
• 8. 15 Hz und 135 Hz Frequenz, falls notwendig.

Claims (4)

1. Überwachungseinrichtung für ein TACAN-Drehfunkfeuer mit elek­ tronischer Strahlschwenkung, welches mehrere auf mindestens einem Kreis angeordnete Einzelantennen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abtasteinrich­ tung vorgesehen ist, die nacheinander die den Einzelantennen zu­ geführten Speisesignale abtastet, daß eine Einrichtung (33) zur Phasenkorrelation der Abtastsignale mit den vom Sender erzeugten Signalen vorgesehen ist, und daß Einrichtungen (101, 102) vorgese­ hen sind, die die Ausgangssignale der Phasenkorrelationseinrichtung (33) integrieren.

2. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrich­ tung mindestens eine Auskoppeleinrichtung zum Auskoppeln eines Teils des Speisestroms für jede Einzelantenne enthält, und daß eine Schalteinrichtung (103) die abgetasteten Signale nacheinander der Phasenkorrelationseinrichtung (33) zuführt.

3. Überwachungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinrich­ tung (103) aus einem Mehrwegschalter mit mehreren identischen Wegen besteht, daß in jedem Weg Dioden (D1, D2) vorhanden sind, die in Serie mit einer Auskoppeleinrichtung geschaltet sind, daß alle Wege mit einer gemeinsamen Ausgangsleitung verbunden sind, und daß eine Kapazitätseinrichtung vorgesehen ist, die jeweils einem Weg ein Gleichspannungsschaltsignal zuführt, wodurch die Dioden in diesem ausgewählten Zweig leitend geschaltet werden.

4. Überwachungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die die relative Phase und Amplitude der in den abgetasteten Signalen enthaltenen niederfrequenten Modulationen bestimmt.