DE3811879A1 - Peilanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Peilanordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Aus den zwei Peilspannungen und der azimutabhängigen Rund­ spannung, die in an sich bekannter Weise durch Zusammenfas­ sung von Einzelantennenspannungen einer Peilantennenanord­ nung, wie beispielsweise einer bikonischen Peilantenne, gebildet werden, läßt sich durch eine arctan-Auswertung des Peilspannungsverhältnisses der azimutale Einfallswinkel eines Signals angeben. Dabei treten zunächst Mehrdeutig­ keitsprobleme auf, die jedoch durch Phasenvergleich der Peilspannungen mit der Rundspannung beseitigt werden können.

Dieses Verfahren wird in Verbindung mit dreikanaligen Über­ lagerungs-Empfangssystemen, wie z. B. in der DE 23 46 879 C2, häufig benutzt.

Aus der DE 34 26 567 A1 ist eine Peilanordnung bekannt, bei welcher zur Behebung der Mehrdeutigkeit Signalanteile der Peilspannungen und der Rundspannung summiert werden und aus dem Amplitudenvergleich der Summenspannungen mit weiteren Signalanteilen der Rundspannung ein Quadrantenkennungssignal gewonnen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Peilanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die besonders einfach aufgebaut ist und breitbandig eine eindeutige Peilwertbe­ stimmung ermöglicht.

Die erfindungsgemäße Lösung ist durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 angegeben. Die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.

Die Erfindung ist nachfolgend unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch veranschaulicht.

Aus einem an sich bekannten Peilantennensystem, beispiels­ weise einer bikonischen Peilantenne, werden zwei Peilspan­ nungen P 1, P 2 und eine Rundspannung R gewonnen, die dem Empfang einer Welle über zwei Richtdiagramme D 1, D 2 von der Art der Doppelkreisdiagramme und einem azimutal ungerichte­ ten Diagramm DR entsprechen. Die beiden Richtdiagramme sind gegenseitig um 90° verdreht, so daß die Nullstellenrichtun­ gen den Azimut in vier Quadranten unterteilen (Fig. 1). Bei Verwendung einesVideoempfangssystems werden nur die Ampli­ tuden der beiden Peilspannungen, die zumindest angenähert dem Sinus und dem Cosinus des Azimutwinkels einer einfallen­ den Welle porportional sind, ausgewertet. Aus dem Verhältnis der Amplituden der Peilspannungen läßt sich der Einfallswin­ kel der Welle bestimmen, wobei jedoch eine eindeutige Peil­ wertbestimmung nur innerhalb eines Quadranten möglich ist, d. h. der so bestimmte Peilwert ist vierdeutig. Die Bildung des Amplitudenverhältnisses kann dadurch ersetzt werden, daß die Peilspannungen über Video-Detektoren mit logarithmischer Verstärkungskennlinie (DLVA in Fig. 2) einem Differenzver­ stärker DV zugeführt werden und der Peilwert aus der Diffe­ renzspannung des Differenzverstärkers nach A/D-Wandlung in einem digitalen Prozessor PR bestimmt wird. Mit Kenntnis des Diagrammverlaufs in den beiden Peilkanälen läßt sich für jeden Verhältnis- bzw. Differenzwert ein zugehöriger Peil­ winkel innerhalb eines Azimuteindeutigkeitsbereichs von 0° bis 90° ermitteln. Diese Form der Peilwertbestimmung kann sehr schnell durchgeführt werden, so daß z. B. auch bei kurzen Radarsignalen mit einer Puls-Verweildauer von ca. 100 ns die Peilwertermittlung noch in Echtzeit durchgeführt werden kann.

Für die Auflösung der Mehrdeutigkeit des ermittelten Peil­ werts ist gemäß der Erfindung eine Anordnung aus zwei Pha­ sendiskriminatoren PD 1 und PD 2 sowie einer Logikschaltung K wesentlich. In Teilern (Kopplern) T 1 und T 2 werden aus den Peilspannungen P 1 bzw. P 2 Signalanteile q 1 bzw. q 2 ausgekop­ pelt und dem jeweils ersten von zwei Eingängen der Phasen­ diskriminatoren PD 1 bzw. PD 2 zugeführt. Aus der Rundspannung werden zwei gleichphasige Teilspannungen r 1 und r 2 gewonnen, die an den jeweils zweiten Eingängen der Phasendiskriminato­ ren anliegen. Unter Ausnutzung der Erkenntnis, daß bei Durchgang des Einfallswinkels einer Welle durch die Null­ stelle eines Richtdiagramms, d. h. beim Übergang zwischen zwei Quadranten, die Signalphase der zugehörigen Peilspan­ nung bezüglich der Rundspannung einen Phasensprung von rund 180° erfährt von phasenvoreilend ("+" in Fig. 1) nach pha­ sennacheilend ("-") oder umgekehrt, werden in der Logik­ schaltung K nur die Polaritäten der Ausgangsspannungen der Phasendiskriminatoren PD 1 und PD 2 ausgewertet. Für eine derart grobe Überprüfung der Phasenbeziehungen können sehr einfach ausgeführte Phasendiskriminatoren eingesetzt werden. Die Logikschaltung K setzt die Polaritätsinformation der beiden Phasendiskriminator-Ausgangsspannungen in ein 2-Bit- Digitalwort um, das dem Peilwert-Prozessor PR zur eindeuti­ gen Peilwinkelausgabe zugeführt ist. Zur Gewährleistung einer zuverlässigen Funktion der Phasendiskriminatoren über einen großen Signaldynamikbereich sind deren Eingängen vorteilhafterweise Begrenzerverstärker BV vorgeschaltet.

Trotz des einfachen Aufbaus ist die Quadrantenkennung sehr zuverlässig, da Fehler in der Polarität einer Phasendiskri­ minatorausgangsspannung lediglich für Einfallswinkel im engen Nullstellenbereich eines Diagramms bei ungenügendem Nulstelleneinzug des Diagramms oder wegen extrem niedriger Nutzsignalamplitude im Nullstellenbereich zu erwarten sind. Da aber in einem solchen Fall das Ausgangssignal des anderen Phasendiskriminators eindeutig und stabil ist, bleibt der aus einer solchen Polaritätsfehlmessung resultierende Peil­ fehler vernachlässigbar gering.

Claims (3)

1. Peilanordnung mit Einrichtungen zur Bestimmung der Einfallsrichtung einer Welle aus dem logarithmierten skalaren Amplitudenunterschied zweier Peilspannungen mit zumindest angenäherter Sinus- und Cosinus-Abhängigkeit vom Einfallswinkel, dadurch gekennzeichnet, daß zur Auflösung von Mehrdeutigkeiten in der Bestimmung der Einfallsrichtung jeweils vor Gleichrichtung der beiden Peilspannungen (P 1, P 2) ein Signalanteil (q 1, q 2) ausgekoppelt wird, daß die Rundspannung (R) mit winkelunabhängiger Empfangs­ charakteristik in zwei gleichphasige Teilspannungen (r 1, r 2) aufgeteilt wird, daß zwei Phasendiskriminatoren (PD 1, PD 2) vorgesehen sind, daß jeweils ein Signalanteil einer Peil­ spannung (q 1, q 2) und eine Teilspannung (r 1, r 2) der Rund­ spannung an den beiden Eingängen der Phasendiskriminatoren liegen, und daß eine Logikschaltung (K) aus der Polaritäten der Ausgangssignale der Phasendiskriminatoren ein Quadran­ tenkennungssignal (W) erzeugt.

2. Peilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Eingängen der Phasendiskriminatoren je ein Begrenzerverstärker (BV) angeordnet ist.

3. Peilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Quadrantenkennungssignal als 2-Bit-Digitalwort ausgegeben wird.