DE881386C

DE881386C - Phase direction finding method

Info

Publication number: DE881386C
Application number: DEL4496D
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl-Ing Steiner
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1943-04-17
Filing date: 1943-04-17
Publication date: 1953-06-29

Description

Es sind Peilverfahren bekannt, bei denen der durch den Laufzeitunterschied bedingte Phasenunterschied zweier Hochfrequenzspannungen, die von zwei räumlich getrennt angeordneten Antennen stammen, zur Bestimmung des Einfallswinkels benutzt wird. Durch Drehung der Antennenbasis -kann dabei der Phasenunterschied zu Null gemacht werden. Die Abweichung a der Senderrichtung von der Senkrechten zu den beiden Antennen hat zum Phasenunterschied 97 folgende Beziehung: d ç 2 2 z sin a, wobei d den Abstand der beiden Antennen, a die Wellenlänge bedeuten. DF methods are known in which the difference in transit time Conditional phase difference between two high-frequency voltages, that of two spatially separately arranged antennas originate, used to determine the angle of incidence will. By rotating the antenna base, the phase difference can be reduced to zero be made. The deviation a of the transmitter direction from the perpendicular to the two Antenna has the following relationship to phase difference 97: d ç 2 2 z sin a, where d is the distance between the two antennas, a is the wavelength.

Aus der Abb. I läßt sich diese Beziehung leicht nachweisen. Hier sind 2 A2 die beiden Antennen, d der Wegunterschied. Diese Beziehung gilt aber wegen der vertikalen Richtcharakteristik der Antennen nur, wenn der Einfall der Welle horizontal erfolgt. Bei Einfall unter einem Erhebungswinkd,ß, wie es z. B. durch Sendung vom Flugzeug oder durch Reflexionen aus der Heavisideschicht eintreten kann, lautet die Beziehung d =2 z A c zu . sina cosß (Abb.2), d. h. der Phasenunterschied wird mit dem Kosinus des Erhebungswinkels kleiner und verschwindet natürlich, wenn die Welle genau von oben einfällt. This relationship can easily be demonstrated from Fig. I. here 2 A2 are the two antennas, d is the path difference. But this relationship is due to the vertical directional characteristic of the antennas only when the incidence of the wave takes place horizontally. At incidence under an elevation angle, ß, as it is z. B. by Transmission from the aircraft or through reflections from the Heaviside layer can occur, the relation is d = 2 z A c to. sina cosß (Fig.2), d. H. the phase difference becomes smaller with the cosine of the elevation angle and of course disappears when the wave falls exactly from above.

In Abb. 2 bedeutet P" den Ort des Senders, der eine Entfernung b von einer Antenne entfernt ist. In Fig. 2, P "means the location of the transmitter, which is a distance b away from an antenna.

P' ist die Projektion des Punktes P" in die Horizontalebene, a der Abstand von der Normalen zur Antennenbasis durch eine Antenne und jeder Winkel zur Normalen der Antennenbasis. Der Abstand a bleibt konstant, unabhängig von dem Erhebungswinkelß. Unter der angenommenen, tatsächlichen Entfernung b und dem Erhebungswinkel fl wird der Punkt P' nach P umgelegt. Es zeigt sich, daß der Winkel a sich zu a' verändert.P 'is the projection of the point P "into the horizontal plane, a the Distance from the normal to the antenna base by an antenna and every angle to the Normals of the antenna base. The distance a remains constant, regardless of the elevation angle ß. Under the assumed, actual distance b and the elevation angle fl becomes the point P 'moved to P. It can be seen that the angle a changes to a '.

Wenn man also den Phasenunterschied zum Peilen verwenden will, wird man mehr oder weniger große Peilfehler machen, wenn die Welle unter einem Erhebungswinkel einfällt. Diese Fehler ließen sich natürlich vermeiden, wenn man das Antennensystem beweglich anordnet und die Peilung so vornimmt, dall;' der Phasenwinkel f zu Null wird. Dies ist aber oft nur schwer durchzuführen, wenn wegen einer geforderten großen Peilgenauigkeit die Basis ein Vielfaches von 2 ist. So if you want to use the phase difference for bearing, will one can make more or less large bearing errors when the wave is at an angle of elevation occurs. These mistakes could of course be avoided by using the antenna system movably arranges and carries out the bearing in such a way that; ' the phase angle f to zero will. However, this is often difficult to carry out if required because of a large amount DF accuracy the basis is a multiple of 2.

Um eine genaue Peilung für klein Winkel a möglich zu machen, wird gemäß: der Erfindungvorgeschlagen, jede Seite des an sich aus zwei Antennen bestehenden Antennensystems aus zwei Einzelantennen aufzubauen, die in einem Abstand von etwa A/8 oder kleiner in Peilrichtung angeordnet sind und beide Antennen mittels einer veränderlichen Spannungsteileranordnung zusammenzuschalten, so daß durch Einstellung des Spannungsteilers mittels einer zwischen beiden Antennen jeder Seite gedachten virtuellen Antenne gepeilt wird, die sich mit der virtuellen Antenne der anderen Seite zu einem virtuellen Antennensystem ergänzt, dessen Basis hierdurch senkrecht zur Peilrichtung eingestellt wird. In order to make an accurate bearing possible for small angles a proposed according to the invention, each side of the per se consisting of two antennas Build up the antenna system from two individual antennas, which are at a distance of about A / 8 or smaller are arranged in the bearing direction and both antennas by means of a interconnecting variable voltage divider arrangement, so that by setting of the voltage divider by means of an imaginary one between the two antennas on each side virtual antenna that is aligned with the virtual antenna of the other Page added to a virtual antenna system, the base of which is thus vertical to the bearing direction is set.

In der Abb. 3. ist das erfindungsgemäß verwendet Antennensystem dargestellt. Jede Seite besteht aus den Antennen A1, A1, bzw. A2, A2,. Die Antennen sind beispielsweise durch einen kapazitiven Spannungsteiler (Differentialkondensator) Sp miteinander verbunden, und die Summenspannungen der beiden Antennen werden dem Emp fänger bzw. dem PhasenmesserE zugeführt. Die beiden Spannungsteiler der beiden Antennensysteme H1 und A2 werden gleichzeitig gegenläufig verstellt, und zwar so lange, bis ein Phasenunterschied im Empfänger zwischen den einzelnen Antennensystemen A1 und A2 nicht mehr auftritt. Die Wirkung des Spannungsteilers ist folgende: Je nach der Stellung desselben wird nicht mehr mit den Antennen i A2 als Basis gepeilt, sondern mittels einer virtuellen Antennenbasis, die sich ergibt aus den virtuellen Antennen A1 bzw. A2. In Fig. 3, the antenna system used according to the invention is shown. Each side consists of the antennas A1, A1, or A2, A2 ,. The antennas are for example by a capacitive voltage divider (differential capacitor) Sp with each other connected, and the total voltages of the two antennas are sent to the receiver or fed to the phase meter E. The two voltage dividers of the two antenna systems H1 and A2 are adjusted in opposite directions at the same time, until one Phase difference in the receiver between the individual antenna systems A1 and A2 no longer occurs. The effect of the voltage divider is as follows: Depending on the Position of the same is no longer gauged with antennas i A2 as a basis, but by means of a virtual antenna base that results from the virtual antennas A1 or A2.

Durch die Erfindung wird also gewissermaßen die Antennenbasis in einem kleinen Winkel gedreht, so daß die einfallende Welle stets senkrecht zur Antennenbasis gepeilt werden kann. Will man jetzt eine Peilung über 3600 erzielen, so genügt es, das in Abb. 3 gezeigte Antennensystem auf einem Kreisumfang mehrmals anzuordnen, wie dies Abb. 4 zeigt. Zwischen je zwei benachbarten Antennen ist dann ein Spannungsteiler anzuordnen und eine entsprechende evtl. kontinuierliche Umschaltvorrich--tung anzubringen, die jeweils die vier entsprechenden Antennen A1, A1,, A2, A2, nach Abb. 3 auswählt. Die.möglichen Antennenbasen sind in Abb. 4 als Verbindungslinien zwischen je zwei Antennen eingezeichnet. With the invention, so to speak, the antenna base in rotated a small angle so that the incident wave is always perpendicular to the antenna base can be taken. If you want to get a bearing above 3600 now, it is sufficient to arrange the antenna system shown in Fig. 3 several times on a circumference, as shown in Fig. 4. There is then a voltage divider between every two adjacent antennas to be arranged and a corresponding possibly continuous switching device to be attached, each of the four corresponding antennas A1, A1 ,, A2, A2, according to Fig. 3 selects. The possible antenna bases are shown in Fig. 4 as connecting lines between each two Antennas shown.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. DF method in which the phase of an incident Transmitter in two spatially separated antennas and compared to each other is made equal, characterized in that on each side of the per se two antennas existing antenna system is worked with two individual antennas, which are set up at a distance (small to the wavelength) in the bearing direction and which are interconnected by means of a variable voltage divider arrangement and that by operating these voltage divider arrangements the connecting line of the virtual individual antennas perpendicular between the two antennas on each side is set for bearing.

2. DF method according to claim 1, characterized in that for Bearing over 360P one of several such antenna arrangements on the Perimeter of a circle with the diameter as an antenna base are set up, optionally is used.