DE885416C

DE885416C - Radio location system equipped with radio beacon

Info

Publication number: DE885416C
Application number: DEL4857D
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr Kramar; Fritz Steiner
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1944-10-31
Filing date: 1944-10-31
Publication date: 1953-08-03

Description

Mit Drehfunkfeuer ausgerüstete Funkortungsanlage Die Erfindung betrifft Funkortungsanlagen, die mit einem Drehfunkfeuer arbeiten. Bei solchen Anlagen werden bekanntlich zur Peilung von einer ortsfesten Sendeeinrichtung durch eine Richtstrahlung von beispielsweise keulenförmiger C'harakteristfk ein Richtungszeichen und durch eine weitere Strahlung oder auch beispielsweise durch besondere Beeinflussung der Richtstrahlung ein Bezugszeichen zur nicht ortsgebundenen Empfangsstelle, an der die Ortungen durchgeführt werden (Fahrzeug, Flugzeug, Schiff), übertragen. Das Richtungszeichen läuft um oder bestreicht periodisch einen kleineren Winkelsektor als 3600, und das Bezugszeichen dient der Bestimmung der Augenblickslagen des Richtungszeichens. Auf der Empfangs sei te werden die Kennungen des R.ichtungszeichens beispielsweise durch Phasenvergleich zweier periodischer Vorgänge ermittelt und ausgewertet.Radio location system equipped with radio beacon The invention relates to Radio location systems that work with a rotary radio beacon. In such systems are is known for the direction finding of a stationary transmitter device by a directional radiation for example club-shaped C'harakteristfk a direction sign and through another radiation or also, for example, by special influencing of the Directional radiation a reference symbol for the non-stationary receiving point at which the location is carried out (vehicle, aircraft, ship), transmitted. The direction sign runs around or periodically sweeps an angular sector smaller than 3600, and that The reference symbol is used to determine the instantaneous positions of the directional symbol. on the reception side are the identifiers of the direction sign, for example Phase comparison of two periodic processes determined and evaluated.

Damit derartige Anlagen im Betrieb möglichst wenig gestört werden können, ist es zweckmäßig, eründungsgemäß das Richtungszeichen in Form periodischer Impulse zu übertragen, deren Dauer klein zum Impulsabstand ist, und die Richtungskennung durch ein Bezugskriterium zu übermitteln, etwa durch einen zweiten gleitenden Impuls, dessen Abstand sich von dem ersten entsprechend der Azimutrichtung der Richtantenne verändert. Die Konzentration der zur Verfügung stehenden Sendeleistung auf die kurzen Impuls zeiten ermöglicht die Aussendung von Zeichen die, oszillographisch gesprochen, über dem allgemeinen Störpegel liegen, und die Periodizität der Vorgänge erschwert ferner absichtliche Störungen. So that such systems are disrupted as little as possible can, it is advisable to use the directional signs in the form of periodic ones To transmit pulses, the duration of which is small to the pulse spacing, and the direction identifier to be communicated by a reference criterion, e.g. by a second sliding impulse, its distance from the first according to the azimuth direction of the directional antenna changes. The concentration of the available transmission power on the short pulse times enables the transmission of characters, oscillographically spoken, above the general interference level, and the periodicity of the processes also makes deliberate interference more difficult.

Ist eine weitere. Sicherung gegen absichtliche Störungen erforderlich, so wird die Anlage gemäß einer Weiterbildung der Erfindung nicht nur mit Impulsen betrieben, sondern durch einen Abfragesender an der die Ortungen ausführenden Empfangss telle und einen zugehörigen, der ortsfesten Sendeeinrichtung vorgeschalteten und sie auslösenden Empfänger ergänzt und mlit diesen zu sätzlichen Geräten die Einrichtung so getroffen, daß die die Richtungen festlegende Sendieeinrichtung nur nach Bedarf, und zwar über den A'bfragesender und das Empfängerrelais, in Wirksamkeit gesetzt wird. Es ist an sich bekannt, eine Abfragefernsteuerung zu verschlüsseln, also das Empfängerrelais nur auf einen bestimmten Schlüssel, der in dem Anfragesignal enthalten ist, ansprechen. zu lassen. Eine solche Verschlüsselung kann naturgemäß auch im vorliegenden Falle vorgesehen werden. Is another one. Protection against deliberate interference required, Thus, according to a further development of the invention, the system is not only operated with pulses operated, but by an interrogator at the reception that carried out the locations telle and an associated, the stationary transmitting device upstream and it complements the triggering receiver and the facility with these additional devices made so that the transmission device defining the directions only as required, via the query transmitter and the receiver relay, activated will. It is known per se to encrypt an interrogation remote control, i.e. that Receiver relay only on a specific key that is included in the request signal is to address. allow. Such encryption can of course also be used in present cases are provided.

Gegebenenfalls ikann eine solche Abfragefernsteuerung auch richtunggebunden, d. h. so eingerichtet werden, daß die Abfragesignale nur aus der Richtung aufgenommen werden, wo sich die nicht ortsgebundene Empfangsstelle mit dem Abfrage sender heiludet. Eine solche Richtungsabhängigkeit kann z. B. dadurch erreicht werden, daß das Empfängerrelais an eine Richtantenne angeschlossen ist, deren Richtdiagramm, und zwar dessen dem Empfangsmaximum zugeordnete Systemachse, synchron mit dem ausgesendeten Richtungszeichen des Drehfunkfeuers rotiert. If necessary, such an interrogation remote control can also be directional, d. H. be set up so that the interrogation signals are only received from the direction where the non-localized receiving center with the query sender is Heiludet. Such a directional dependency can, for. B. can be achieved in that the receiver relay is connected to a directional antenna whose directional diagram, namely its dem System axis assigned to the reception maximum, synchronized with the directional sign sent of the rotating beacon rotates.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung läßt sich fernerhin in besonders einfacher Weise eine mit Abfragekanal ausgestattete Funkpeilanlage der gekennzeichneten Art zum Zwecke der genauen Ortsbestimmung ausnutzen. Durch den Abfragesender werden periodisch Impulse ausgesendet und die hierdurch synchron ausgelösten, von der ortsfesten Relaisstation zurückgesandten, an und für sich die Richtung weisenden Impulse auch zur Entfernungsmessung ausgenutzt. Ist an der die Ortungen ausführenden Empfangsstelle die Richtung und Entfernung in bezug auf einen gegebenen Festpunkt bekannt, so ist der jeweilige gesuchte geographische Ort besonders einfach zu ermitteln. According to a further development of the invention can also be in particular a simple way a radio direction finder equipped with an interrogation channel of the marked Exploit type for the purpose of exact location determination. Be by the interrogator Periodically pulses are sent out and the synchronously triggered by the stationary one Relay station sent back, in and for themselves the directional impulses too used for distance measurement. Is at the receiving point carrying out the locations the direction and distance with respect to a given fixed point is known the particular geographical location sought can be determined particularly easily.

Im Gegensatz zu dem erstgenannten allgemeinen Abfrageverfahren, bei dem in erster Linie an, eine für die Zeit der Abfrage dauernde Strahlung des etwa durch eine Abfragetaste eingeschalteten Abfragesenders zu denken ist, wird bei dem zuletzt gekennzeichneten Verfahren der Abfragesender grundsätzlich impulsmäßig moduliert, d. h. seine Strahlungen periodisch unterbrochen und jeweils nur mit Impulsdauer ausgesendet; das Drücken der Abfragetaste bedeutet dann also, daß der Abfragesender eine derartige Impuls strahlung aussendet. In contrast to the first-mentioned general query procedure, with which is primarily a radiation of the approximately for the time of the query With the interrogator switched on by an interrogation button, it is to be thought The last identified method of the interrogator is basically modulated on a pulse basis, d. H. its radiations are interrupted periodically and each time only with pulse duration sent out; pressing the interrogation key then means that the interrogator emits such a pulse radiation.

Gleichzeitig wird bei dem zuletzt gekennzeichneten Verfahren die Drehfunkfeuerstrahlung in unmittelbare Abhängigkeit von den Abfrageimpulsen gebracht, dergestalt nämlich, daß jede einzelne Impulisstrahlung des Drehfunkfeuers, die das Richtungs- und das Bezugszeichen überträgt, unmittelbar durch die Abfrageimpulse ausgelöst wird, so daß die auf diese Weise zurückgestrahlten Impulse auch zur an sich bekannten Entfernungsmessung ausgenutzt werden können.At the same time the radio beacon radiation is used in the last identified method brought into direct dependence on the interrogation pulses, namely in such a way, that every single impulse radiation of the rotary radio beacon, the directional and the Reference symbol transmits, is triggered immediately by the interrogation pulses, so that the pulses reflected back in this way are also used for distance measurement, which is known per se can be exploited.

Eine sich durch besondere Einfachheit auszeichnende Ausführungsform einer derartigen Anlage besteht darin, daß mit ein und derselben Kathodenstrahlröhre sowoihl die Entfernung als auch die Richtung angezeigt wird. An embodiment characterized by its particular simplicity Such a system consists in that with one and the same cathode ray tube both the distance and the direction are displayed.

An Hand eines blockschematisch dargestellten Ausführungsbeispieles des. Erfindungsgegenstandes, wie er zuletzt beschrieben wurde, sei die Erfindung näher erläutert und veranschaulicht. Using an exemplary embodiment shown in a block diagram The subject of the invention, as it was last described, is the invention explained and illustrated in more detail.

Die ortsfeste Sendeeinrichtung der Drehfunkfeueranlage besteht im wesentlichen aus dem Sender S, dessen Strahlungen durch die rotierende Richtantenne 2 abgestrahlt werden. Das keulenförmige, gestrichelt angedeutete Richtdiagramm dieser Antenne ist mit D gekennzeichnet. Durch diese rotierende Richtstrahlung wird das erwähnte Richtungszeichen übertragen. Das die Augenblickslagen - der Richtstrnhlung kennzeichnende Bezugszeichen besteht in einem Impuls, der dem dias Richtungszeichen übertragenden Impuls zeitlich unmittelbar folgt. Der zeitliche Abstand zwischen dem eilgentlichen Richtungsimpuls und dem nach folgenden Bezugsimpuls wird synchron mit der Rotation der Richtantenne 2 geändert, so daß der zeitliche Impulsabstand die Augenblicks lage des Richtdiagramms D bestimmt und kennzeichnet. The stationary transmitter of the radio beacon system consists of essentially from the transmitter S, whose radiation through the rotating directional antenna 2 are emitted. The club-shaped directional diagram indicated by dashed lines Antenna is marked with D. This rotating directional radiation makes that transfer mentioned directional signs. That the momentary positions - the directional radiation The characteristic reference symbol consists of a pulse which corresponds to the dias direction symbol transmitted pulse immediately follows in time. The time interval between the urgent direction impulse and the following reference impulse become synchronous changed with the rotation of the directional antenna 2, so that the temporal pulse spacing the instantaneous position of the directional diagram D determines and identifies.

Zur ortsfesten Sendeeinrichtung gehört das Empfängerrelais ER, das über die Antenne 1 die Abfrageimpulse des Abfragesenders aufnimmt. Die Richtantenine I ist über die Kupplung 3 mit der Antenne 2 verbunden, so daß eine synchrone Rotation beider Antennen gewährleistet ist. Der Ausgang des Empfängerrelais ER ist mit dem Sender S verbunden, die aufgenommenen Abfrageimpulse lösen auf diese Weise die Impulsstrahl.ungen des Senders S aus, unmittelbar jedoch nur den Richtungsimpuls, der Bezugsimpuls wird von der Zusatzcinrichtung BJ über die Leitungen¢6, 7 ausgelöst. Diese ist mit der die Rotation der Richtantenne herbeiführenden Vorrichtung über des Steuerorgan 4 verbunden und bewirkt eine jeweils verzögerte Aussendung des Bezugsimpulises in Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung der Richtantenne. Auf diese Weise ist es möglich, durch den Bezugsimpuls die Augenblickslage des Richtdiagramms D zu kennzeichnen. The stationary transmitter includes the receiver relay ER, the via the antenna 1 picks up the interrogation pulses from the interrogator. The judge I is connected to the antenna 2 via the coupling 3, so that a synchronous rotation both antennas is guaranteed. The output of the receiver relay ER is connected to the Transmitter S connected, the recorded interrogation pulses solve the Pulsstrahl.ungen in this way of the transmitter S, but immediately only the direction pulse, the reference pulse is triggered by the additional device BJ via the lines [6, 7]. This is with the device causing the rotation of the directional antenna above the control element 4 and causes a delayed transmission of the reference pulse in Depending on the respective position of the directional antenna. That way it is possible to mark the instantaneous position of the directional diagram D using the reference pulse.

In der die Ortungen ausführenden Empfangsstelle, d. h. normalerweise auf einem Fahrzeug, Schiff oder Flugzeug, befindet sich der Empfänger OE, der die die beiden Zeichen. übertragende Richtstrahlung mit der Antenne 10 empfängt. Der Abfragesender ist m-it SA bezeichnet. Dieser wird über die Leitung 8 von dem Impulsgenerator JG gesteuert. -Der Impulsgenerator selbst wird durch Drücken der Taste T in Betrieb gesetzt. Wird die Abfragetaste T gedrückt, so erfolgt die periodische Aussendung von. Impulsen über die Antenne 9. In the receiving center that carries out the locations, d. H. normally On a vehicle, ship or airplane, the receiver OE is located, which is the the two characters. receiving transmitted directional radiation with the antenna 10. Of the Interrogator is designated with m-it SA. This is via the line 8 from the pulse generator JG controlled. -The pulse generator itself is started by pressing the T key set. If the query key T is pressed, the periodic one takes place Broadcast from. Pulses from the antenna 9.

Diese werden vom Empfängerrelais ER aufgenommen und sofort über den Sender S zurückgestrahlt, so daß diese rückgestrahlten Impulse ohne weiteres nach dem bekannten Prinzip zur Entfernungsanzeige ausgenutzt werden können. Diese Anzeige erfolgt durch die Kathodenstrahlröhre Ic, die über II an den Ausgang des Empfängers OE angeschlossen ist. Die Zeitablenkung des Kathoden ; strahles erfolgt über die Leitung 12 durch die Spannung, die vom Impulsgenerator JG abgegriffen wird. Dem die Entfernung anzeigenden Impuls, der gleichzeitig der Richtungsimpuls ist, folgt der Bezugsimpuls, der die Augenblickslage des Richtdiagramms D anzeigt.These are picked up by the receiver relay ER and immediately via the Transmitter S reflected back, so that these reflected pulses easily after the known principle for distance display can be used. This display takes place through the cathode ray tube Ic, which is connected through II to the output of the receiver OE is connected. The time deflection of the cathode; beam takes place over the Line 12 through the voltage that is picked up by the pulse generator JG. To the the impulse indicating the distance, which is also the direction impulse, follows the reference pulse that shows the instantaneous position of the directional diagram D.

Auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre erscheinen drei Impulszeichen, und zwar erstens der Abfrageimpu'l 5, zweitens der durch den Abfrageimpuls ausgelöste Richtungsimpuls, der gleichzeitig Entfernungsimpuls ist, und drittens der diesem Richtungs- bzw. Entfernungsimpuls folgende Bezugsimpuls. Der gegenseitige Abstand der Zeichen von den beiden erstgenannten Impulsen ist proportional der festzustellen den Entfernung und der gegenseitige Abstand der Zeichen der beiden letztgenannten Impulse ist definitionsgemäß charakteristisch für die Richtung, in der sich das Strahlungsmaximum der Richtantenne des Drehfunikfeuers im Augenblick der Auslösung der Impulsstrahlung befindet. Three pulse symbols appear on the screen of the cathode ray tube, namely firstly the interrogation pulse 5, secondly the one triggered by the interrogation pulse Direction impulse, which is at the same time a distance impulse, and thirdly this Direction or distance pulse following reference pulse. The mutual distance of the signs of the first two impulses mentioned is proportional to the ascertainable the distance and the mutual spacing of the characters of the latter two Impulse is by definition characteristic of the direction in which the Radiation maximum of the directional antenna of the rotating radio beacon at the moment of triggering the impulse radiation is located.

Es bedarf keiner besonderen Erläuterung. daß gegenüber dem beschriebenen Ausführungsbeispiel mannigfaltig abgewandelte Ausführungsformen für die erfindungsgemäße Funkortungsanlage möglich sind. So ist z. B. daran zu denken, daß die Abfrageferns teuerung auf der gleichen Wellenlänge vorgenommen werden kann, auf der das Richtungs-und Bezugszeichen des Drehfunkfeuers übertragen wird; hierzu ist eine periodische Sperrung der Empfangskanäle, eine an sich bekannte Maßnahme, erforderlich. Bei Anwendung einer derartigen Kunstschaltung kann die als Ausführungsbeispiel beschriebene Einrichtung in der Weise vereinfacht werden, daß sowohl an der die Ortungen ansführenden Empfangsstelle als auch an der ortsfesten Sendeeinrichtung der Drehfunkfeueranlage jeweils nur eine Antenne vorgesehen zu werden hraucht. No special explanation is required. that compared to the one described Embodiment variously modified embodiments for the invention Radio location systems are possible. So is z. B. to remember that the query remote rate of increase can be made on the same wavelength as the directional and Reference number of the rotary radio beacon is transmitted; this is a periodic blocking the reception channels, a measure known per se, is required. When applying such an art circuit can be the device described as an embodiment be simplified in such a way that both at the receiving point leading the location as well as on the stationary transmitter of the radio beacon system in each case only an antenna needs to be provided.

Es sei betont, daß die Einzelheiten des Ausfiiillrunigslbeispiells im Hinblick auf eine möglichst gute Anschaulichkeit ausgewählt worden sind. It should be emphasized that the details of the completion example have been selected with a view to being as clear as possible.

Selbstverständlich ist jedes Drehfunkfeuerprinzip, also auch ein solches, bei dem das Kriterium des Richtungszeichens in einem Strahlungsminimum besteht, für die Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahmen verwendbar.It goes without saying that every rotary radio beacon principle, including one in which the criterion of the directional sign consists of a radiation minimum, usable for the application of the measures according to the invention.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Direction finder system equipped with radio beacon, characterized in that the working with a rotating directional radiation Rotary beacon emits periodic impulses, the duration of which is small compared to the impulse spacing and that the direction identifier is transmitted by a reference criterion.

2. Installation according to claim I, characterized in that the reference criterion is formed by a second sliding impulse emitted by the rotary radio beacon, its distance from the first directional pulse corresponding to the azimuth direction the directional antenna changed.

3. Plant according to claim I or 2, characterized in that the Impulses of rotation! radio fire can only be sent out on request and that at the Receiving point at which the location is carried out, an interrogator is provided and the fixed transmitter of the radio beacon system by an upstream Receiver is supplemented, which picks up the radiation from the interrogator and 'that Radio beacon triggers.

4. Plant according to claim 3, characterized in that the interrogator emits periodic impulses when switched on and through them the impulse radiation directly the rotary radio beacon, d. H. Response pulse. and second sliding impulse to determine the direction, are triggered and that the synchronously triggered response pulses on the receiving side serve for distance measurement.

5. Plant according to claim 3 or 4, characterized in that the Receiver at the fixed station also has a directional antenna that synchronously and rotates equiangularly with the directional radiation of the rotary radio beacon.

6. Plant according to any one of the preceding claims, characterized in characterized in that the distance and direction display with a cathode ray tube by. to be led.