Die Erfindung geht aus von einem Zweikanal-Funkpeiler laut
Oberbegriff des Hauptanspruches.The invention is based on a two-channel direction finder loud
Preamble of the main claim.
Ein Zweikanal-Funkpeiler dieser Art ist bekannt (DE-OS 25 43 123).
Der störende Einfluß einer Frequenz- oder Phasenmodulation
wird hier dadurch beseitigt, daß das Zwischenfrequenzsignal
des Peil- oder Referenzkanals in einer Überlagerungsstufe
um einen bestimmten Betrag in der Frequenz verschoben wird
und anschließend die beiden nun frequenzversetzten Zwischen
frequenzsignale einem Mischer zugeführt werden, in welchem
die Differenzfrequenz gebildet und ausgefiltert wird, die
dann unabhängig von einer eventuellen Modulationsfrequenz
des zu peilenden Peilsignales ist. Dieses bekannte Prinzip
der Frequenzverschiebung in der ZF-Lage ist schaltungstech
nisch relativ aufwendig und vor allem auch nicht für moderne
digitale Empfänger optimal.A two-channel direction finder of this type is known (DE-OS 25 43 123).
The disruptive influence of frequency or phase modulation
is eliminated here in that the intermediate frequency signal
of the DF or reference channel in an overlay
is shifted in frequency by a certain amount
and then the two now frequency-offset intermediate
frequency signals are fed to a mixer, in which
the difference frequency is formed and filtered out, the
then regardless of a possible modulation frequency
of the bearing signal to be taken. This well-known principle
the frequency shift in the IF position is circuit-related
niche relatively complex and especially not for modern ones
digital receivers optimal.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Funkpeiler der eingangs er
wähnten Art zu schaffen, bei dem diese Modulationskompensation des
Peilsignales auf einfachere Weise durchgeführt wird
und vor allem auch für die Verwendung bei digitalen
Peilempfängern günstiger ist.It is an object of the invention, he a radio direction finder
to create the kind in which this modulation compensation of the
DF signals are carried out in a simpler manner
and especially for use with digital
Direction finder is cheaper.
Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem Funkpeiler laut
Oberbegriff des Hauptanspruches, erfindungsgemäß durch dessen kennzeich
nende Merkmale gelöst. Eine vorteilhafte Weiterbildung
ergibt sich aus dem Unteranspruch.This task is based on a radio direction finder
Preamble of the main claim, according to the invention characterized by its
characteristics solved. An advantageous further education
results from the subclaim.
Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Funkpeiler wird zur Gewinnung
des die Modulation nicht mehr enthaltenden Differenz
signales ein an sich bekannter Quadraturmischer benutzt,
wie er im Zusammenhang mit einem digitalen Empfänger
beispielsweise in ntz-Archiv Bd. 5 1983 H. 12, S.353-
358 beschrieben ist. Ein solcher nach dem Quardraturprin
zip arbeitender Mischer benötigt das eine der zu mischen
den Signale in komplexer Form, was bei Ausführung eines
erfindungsgemäß ausgebildeten Funkpeilers in Analogtechnik beispiels
weise einfach durch einen 90°-Phasenschieber für das
eine der Signale, beispielsweise das Referenzsignal, er
reicht werden kann. Besonders vorteilhaft ist es, wenn
für den Empfang von Peil- und Referenzsignal bereits
ein digitaler Empfänger benutzt wird, der zumindest in
der ZF-Lage nach dem obenerwähnten bekannten Quadratur
prinzip arbeitet und an dessen Ausgang die Zwischenfre
quenz bereits in komplexer Form als Digitalsignale
vorliegt. In diesem Fall kann ein zusätzlicher 90°-
Phasenschieber entfallen, da durch Mischen der einen
Digitalkomponente mit den komplexen Digitalkomponenten
des anderen Signals im Quadraturmischer unmittelbar nach
dem Quadraturprinzip gemischt werden kann. Ein besonderer
Vorteil des erfindungsgemäß ausgebildeten Funkpeilers besteht darin,
daß im Quadraturmischer die beiden gleichfrequenten
Hochfrequenzsignale der Peil- und Referenzantenne un
mittelbar auf die Zwischenfrequenz "Null" herunterge
mischt werden und durch das Quadraturmischverfahren außer
dem unmittelbar die Quadraturkomponente (Realteil R und
Imaginärteil Q) der Peilinformation entstehen, aus denen
dann nach einem bekannten Peilverfahren unmittelbar das
elektrische Feld am Ort der Peilantenne bezogen auf die
Referenzantenne nach Betrag und Phase bestimmt bzw. be
rechnet werden kann. Die Erfindung ist
aus diesem Grunde für alle bekannten Funkpeiler geeignet,
bei denen zur Bestimmung der Einfallsrichtung einer von
einem Hochfrequenzsender abgestrahlten Hochfrequenz
schwingung die ortsabhängige elektrische und magnetische
Feldstärke am Empfangsort nach Betrag und/oder Phase
ausgenutzt wird. Die Erfindung ist also
beispielsweise für den bekannten Doppler-Peiler oder
Interferometer-Peiler geeignet, ebenso für den sogenann
ten Fehlsonden-Peiler, bei dem neben der Phase zusätzlich
auch noch der Betrag des Hochfrequenzsignals ausgewertet
wird. Auch für den Adcock- und Watson-Watt-Peiler ist
die Erfindung geeignet, da nach all diesen
Verfahren unmittelbar aus den Quadraturkomponenten am
Ausgang des Quadraturmischers nach einem dieser bekann
ten Peilverfahren der Peilwinkel ermittelt werden kann.
Das Referenzsignal kann durch eine gesonderte Referenz
antenne gewonnen werden oder gegebenenfalls auch unmittel
bar von der Peilantenne abgeleitet werden (beispielsweise
nach DAS 11 21 693).In the radio direction finder designed in accordance with the invention, a quadrature mixer known per se is used to obtain the difference signal no longer containing the modulation, as described in connection with a digital receiver, for example in ntz archive, vol. 5 1983, H. 12, pp. 353-358 is. Such a mixer operating in accordance with the basic principle of zip requires one of the signals to be mixed in a complex form, which, when a radio direction finder designed according to the invention is carried out in analog technology, is simply achieved by a 90 ° phase shifter for one of the signals, for example the reference signal can be. It is particularly advantageous if a digital receiver is already used for the reception of direction finder and reference signal, which works in principle at least in the IF position according to the known quadrature mentioned above and at the output of which the intermediate frequency is already available in complex form as digital signals. In this case, an additional 90 ° phase shifter can be dispensed with, since by mixing one digital component with the complex digital components of the other signal in the quadrature mixer, one can mix directly according to the quadrature principle. A particular advantage of the direction finder designed according to the invention is that in the quadrature mixer the two high-frequency signals of the direction-finding and reference antennas are mixed down directly to the intermediate frequency "zero" and the quadrature mixing method (in addition to which the quadrature component (real part R and imaginary part Q)) directly Direction finding information arises, from which the electrical field at the location of the direction finding antenna can then be determined or calculated based on the reference antenna according to amount and phase, using a known direction finding procedure. For this reason, the invention is suitable for all known radio direction finders in which the location-dependent electrical and magnetic field strength at the receiving location is used according to amount and / or phase to determine the direction of incidence of a radio frequency emitted by a high-frequency transmitter. The invention is therefore suitable, for example, for the known Doppler direction finder or interferometer direction finder, as well as for the so-called false probe direction finder, in which, in addition to the phase, the amount of the high-frequency signal is also evaluated. The invention is also suitable for the Adcock and Watson Watt direction finders, since after all of these methods the bearing angle can be determined directly from the quadrature components at the exit of the quadrature mixer according to one of these known bearing methods. The reference signal can be obtained by a separate reference antenna or, if necessary, can also be derived directly from the DF antenna (for example according to DAS 11 21 693).
Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schemati
schen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher er
läutert.
The invention is based on a schematic
rule drawing on an embodiment he closer
purifies.
Die Figur zeigt das Prinzipschaltbild eines Doppler-
Peilers mit analoger Lösung für das Quadratur-Misch
prinzip zur Modulationskompensation. Das Peilsignal S 1
wird von der Antennenabtasteinrichtung A der Peilan
tenne P einem Hochfrequenzempfänger, Empfangskanal E 1 zugeführt und
dort in eine Zwischenfrequenz von beispielsweise 10,7 MHz
umgesetzt. Die Abtasteinrichtung A tastet gesteuert über
eine nicht dargestellte Steuerschaltung die auf einem
Kreis angeordneten Einzelstrahler der Peilantenne ab,
so daß eine simulierte Rotation eines Einzelstrahlers
bzw. des Antennendiagrammes entsteht. Über eine zusätz
liche Referenzantenne H wird ein Referenzsignal S o ge
wonnen, das über einen zweiten synchronen Empfänger oder anderen Empfangskanal E 2, der gleiche
Gruppenlaufzeiteigenschaften wie der Empfänger E 1 be
sitzt, ebenfalls in eine Zwischenfrequenz ZF umgesetzt
wird. Die beiden synchronen Ausgangssignale der Empfänger E 1 und
E 2 - auch als erster u. zweiter Empfangskanal bezeichnet - in der ZF-Lage werden einem Quadraturmischer M zuge
führt, in welchem in an sich bekannter Weise die beiden
ZF-Signale komplex miteinander gemischt werden. Zu diesem
Zweck wird von dem einen Signal, im Ausführungsbeispiel
vom Referenzsignal, durch einen zusätzlichen 90°-Phasen
schieber B neben der Realteilkomponente auch noch die
Imaginärteilkomponente erzeugt, in dem einen ersten Mischteil M 1
wird also in dem Ausführungsbeispiel das Peilsignal S 1
in der ZF-Lage mit dem Realteil des Referenzsignals S o
gemischt während in dem zweiten Mischteil M 2 des Quadra
turmischers das Peilsignal S 1 mit dem Imaginärteil des
Referenzsignales gemischt wird. Am Ausgang des Misch
teiles M 1 entsteht nach Aussiebung der hochfrequenten
Anteile mittels eines Tiefpasses TP 1 die reelle Quadra
turkomponente R der Peilinformation, am Ausgang des
zweiten Mischerteils M 2 nach Aussiebung in einem Tief
paß TP 2 die imaginäre Quadraturkomponente Q der Peilin
formation. Da die beiden Signale S 1 und So gleiche
Trägerfrequenz besitzen, ist die im Mischer M entstehen
de Zwischenfrequenz (Differenzfrequenz) Null, durch die
Anwendung des Quadraturprinzipes entstehen also die kom
plexen Quadraturkomponenten R und Q der Peilinformation
unmittelbar in der für die weitere Auswertung günstigen
ZF-Lage Null. Aus den Quadraturkomponenten R und Q kann
nach einem der eingangs erwähnten bekannten Peilverfahren
unmittelbar das elektrische Feld am Ort der Peilantenne P
bezogen auf die Referenzantenne H nach Betrag und Phase
berechnet werden. Mit einem Quadraturdemodulator kann bei
spielsweise eine klassische Dopplerauswertung durchge
führt werden, wobei die Phase des demodulierten Ausgangs
signals über eine diskrete Fouriertransformation berech
net werden kann. Auch jede andere bekannte Peilsignal
auswertung beispielsweise nach dem Interferometer-Prinzip
ist denkbar bis hin zu einer anspruchsvollen Wellenfront
analyse nach dem erwähnten Feldsonden-Peilverfahren.The figure shows the basic circuit diagram of a Doppler direction finder with an analog solution for the quadrature mixing principle for modulation compensation. The direction finding signal S 1 is fed from the antenna scanning device A of the direction finding antenna P to a high-frequency receiver, receiving channel E 1, where it is converted into an intermediate frequency of, for example, 10.7 MHz. The scanning device A scans, controlled by a control circuit (not shown), the individual radiators of the DF antenna arranged on a circle, so that a simulated rotation of an individual radiator or the antenna pattern is produced. Via an additional reference antenna H , a reference signal S o is obtained, which is also converted into an intermediate frequency IF via a second synchronous receiver or other receiving channel E 2 , which has the same group delay properties as the receiver E 1 . The two synchronous output signals of the receivers E 1 and E 2 - also as the first u. referred to as the second reception channel - in the IF position, a quadrature mixer M is supplied, in which the two IF signals are mixed together in a complex manner in a manner known per se. For this purpose, the one signal, in the exemplary embodiment from the reference signal, is generated by an additional 90 ° phase shifter B in addition to the real part component and also the imaginary part component, so in the first mixing part M 1 the bearing signal S 1 is in the exemplary embodiment IF position mixed with the real part of the reference signal S o while in the second mixing part M 2 of the Quadra turmischer the DF signal S 1 is mixed with the imaginary part of the reference signal. At the output of the mixing part M 1 after the high-frequency components have been sifted out using a low-pass filter TP 1, the real quadrature component R of the DF information, at the output of the second mixer part M 2 after sifting out in a low-pass filter TP 2, the imaginary quadrature component Q of the DF information. Since the two signals S 1 and So have the same carrier frequency, the intermediate frequency (differential frequency) that arises in the mixer M is zero, so the quadrature principle results in the complex quadrature components R and Q of the direction finding information being generated directly in the IF, which is favorable for further evaluation -Location zero. From the quadrature components R and Q , the electric field at the location of the DF antenna P can be calculated directly in relation to the reference antenna H according to the magnitude and phase using one of the known DF methods mentioned at the beginning. With a quadrature demodulator, for example, a classic Doppler evaluation can be carried out, the phase of the demodulated output signal being able to be calculated via a discrete Fourier transformation. Any other known bearing signal evaluation, for example based on the interferometer principle, is also conceivable up to a sophisticated wavefront analysis using the field probe bearing method mentioned.
Eine besonders einfache Realisierung eines Ausführungsbeispiels nach der Erfindung
ergibt sich, wenn für die Empfänger E 1
und E 2 bekannte Digitalempfänger benutzt werden, die an
ihrem Ausgang unmittelbar Zwischenfrequenzsignale in
digitalisierter und komplexer Form liefern (beispiels
weise nach ntz-Archiv Bd. 5, 1983 H. 12, S. 353-358). In
diesem Fall kann der zusätzliche 90°-Phasenschieber B
(im Referenzkanal oder Peilkanal) entfallen, denn mit
dem komplexen Ausgangssignal beispielsweise des digi
talen Empfängers E 2 können unmittelbar die beiden Mischer
teile M 1 und M 2 des Quadraturmischers M angesteuert wer
den, denen beispielsweise der Realteil des komplexen Aus
gangssignals des anderen digitalen Empfängers E 1 zusätz
lich zugeführt sind.A particularly simple implementation of an exemplary embodiment according to the invention is obtained if known receivers E 1 and E 2 are used which directly provide intermediate frequency signals in digitized and complex form at their output (for example according to ntz archive vol. 5, 1983 H. 12, pp. 353-358). In this case, the additional 90 ° phase shifter B (in the reference channel or DF channel) can be omitted, because with the complex output signal, for example, of the digital receiver E 2 , the two mixer parts M 1 and M 2 of the quadrature mixer M can be controlled directly to those who For example, the real part of the complex output signal from the other digital receiver E 1 are additionally fed.