DK141829B - Fasesammenlignende radionavigationsanlæg. - Google Patents

Description

OD FREMLÆGGELSESSKRIFT 141829

V P BL J

DANMARK <5,) lnt· c·3 8 01 s 1/32 (21) Ansøgning nr. 5969/74 (22) Indleveret den 15· ΠΟΥ · 1 9 14 MM (23) Løbedag 15· ΠΟν. 1974 ν' (44) Ansøgningen fremlagt og _ __ fremlæggelsesskrlftet offentliggjort den 25 · JUH. 1 DIREKTORATET FOR ^ PATENT-OG VAREMÆRKEVÆSENET <3°) Prioritet bøgawet fra døn

16. nov. 1975* 55229/75, GB

(71) DECCA LIMITED, Decca House, 9 Albert Embankment, London, SE1 7SW, GB.

(72) Opfinder: Derek John Phipps, Decca Limited, Decca House, 9 Albert Eæ= bankment, London, SE1 7SW, GB.

(74) Fuldmægtig under sagens behandling:

Ingeniørfirmaet Lehmann & Ree.

(Μ) Pasesammenlignende radionavigationsanlæg.

Den foreliggende opfindelse angår et fasesairanenlignende radionavigationsanlæg med i indbyrdes afstand beliggende sendestationer, som udsender faselåste signaler i en tidsdelt rækkefølge, og med en eller flere modtagere til at bestemme faseforskellen mellem signalerne fra stationerne, hvor en af sendestationerne, i det følgende kaldet hovedstationen, er indrettet til også at udsende et tidsstyreidentifikationssignal, og hvor der i hver modtager findes organer til at detektere tidsstyreidentifikationssignalet til identificering af udsendelserne i den nævnte rækkefølge.

Tidsdelte sekventielle udsendelser fra i indbyrdes afstand beliggende sendestationer anvendes i mange fasesammenlignende radionavigationsanlæg. De muliggør, at signaler af den eller de samme frekvenser udsendes fra hver af et antal forskellige stationer for ved en modtager at tilvejebringe signaler fra i indbyrdes afstand beliggende sta- 2 141829 tioner, som kan sammenlignes i fase for at give positionsinformation.

I modtageren er det nødvendigt at identificere de forskellige signaler og omskifte dem til de rigtige kredsløb. Det samme problem opstår i sekundære eller slavestationer, hvor signaler fra en hoved- eller masterstation skal modtages for at styre tidsstyringen af udsendelserne fra de sekundære stationer eller slavestationerne.

Hidtil har det været den sædvanlige praksis periodisk at modificere det udsendte signal fra en af stationerne for at tilvejebringe en tidsstyret identifikation. Denne modifikation kan udgøres af en kortvarig afbrydelse i udsendelserne eller af en eller anden fom for modulation/ såsom en kortvarig ændring i frekvens eller en kortvarig ændring i fase. Det tidsstyrede identifikationssignal kan modtages i en mobil modtager (og også ved en sekundær station) og anvendes derpå til at starte de nødvendige tidsstyreoperationer. Den sædvanlige praksis er at udsende et identifikationssignal en gang i hver cyklus af tidsstyringen. Specielt til en modtager i stor afstand fra hovedsendestationen kan der forekomme fading, og det foretrækkes almindeligvis nu til dags at anvende en distinktiv modulation og ikke blot en afbrydelse i udsendelsen. Hvis en sådan modulation skal modtages, er det imidlertid nødvendigt, at modtagerens båndbredde er større, end hvad der ellers ville være nødvendigt for modtagelsen af et umoduleret signal. Jo større båndbredden er, desto større er mængden af modtaget støj, og følgelig kan støj ved lange afstande bevirke vanskelighed med at opnå det krævede synkroniseringssignal. Uden hensyn til båndbreddebetragtninger er en afbrydelse i udsendelser vanskelig at detektere under forhold med fading og støj.

Formålet med den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe en forbedret fom for tidssynkronisering til fasesammenlignende radionavigationsanlæg med i indbyrdes afstand beliggende sendestationer, der udsender faselåste signaler i en tidsdelt rækkefølge. Specielt er det opfindelsens fomål at undgå nødvendigheden af at udføre synkronisering fra et modtaget signal en gang i hver cyklus af tidsstyrefølgen.

Et fasesammenlignende radionavigationsanlæg af den i indledningen angivne art er ifølge opfindelsen ejendommeligt ved, at der ved hovedstationen findes digitale tælleorganer til at aflede tidsstyresignaler ved at tælle signaler fra en signalkilde af en frekvens, der står i et bestemt forhold til den udsendte frekvens, og at der i modtageren findes organer til ud fra de modtagne signaler af den udsendte frekvens at aflede et tællerindgangssignal af en frekvens, som står i et bestemt forhold dertil, en tæller til at tælle impulser fra tællerindgangssignalet for at aflede en tidsstyrecyklus svarende til tidsstyrecyklussen ved hovedstationen, og organer til at føre det detek- 3 1A1829 terede tidsstyreidentifikationssignal som et synkroniseringssignal til tælleren til synkronisering af tællerens tidsstyring ved modtageren med tidsstyringen af tælleorganerne i hovedstationen.

Med denne konstruktion bliver tidsstyreidentifikationssignalet anvendt til indledningsvis at synkronisere tælleren i modtageren. Denne tæller behøver kun at blive synkroniseret til at begynde med, når modtageren indkobles. Senere, så længe radiofrekvenssignaler modtages fra hovedstationen, vil tællerens tidsstyring opretholdes korrekt fra radiofrekvenssignalerne uden hensyn til, om tidsstyreidentifikationssignalet modtages eller ikke. Styringen til synkronisering af tælleren i modtageren kan afbrydes eller kan holdes i funktion, da det ikke vil påvirke den normale funktion af kredsløbet.

Hensigtsmæssigt bliver synkroniseringsorganer svarende til dem, der anvendes i modtageren, anvendt i de sekundære stationer til at styre tidsstyringen af udsendelserne derfra.

Som tidligere forklaret kan det være nødvendigt, at modtageren for at modtage tidsstyreidentifikationssignalet har en større båndbredde, end hvad der ellers ville være påkrævet for modtagelsen af umodule-rede signaler til fasesammenligningsformål. Da der, når tælleren først er synkroniseret, ikke længere er noget behov for at modtage tidsstyreidentifikationssignalerne, kan der findes en omskifter, som er indrettet til at afbryde tilførslen af synkroniseringssignalet til tælleren. Fortrinsvis er anlægget indrettet således, at omskifteren, når den betjenes, tjener til at afbryde tilførslen efter det synkroniseringssignal, der optræder, efter at omskifteren er betjent. Tidsstyringen afhænger nu af signalerne fra organerne til afledning af tællerindgangssignalet. Disse organer kan omfatte en oscillator, som er faselåst til de modtagne signaler. Faselåsesløjfen ville i dette tilfælde tilvejebringe snæver båndfiltrering, så at synkroniseringen nu faktisk udføres ved anvendelse af signaler, som modtages på en snæver båndbredde, så at signal/støj-forholdet derved forbedres.

Opfindelsen skal herefter forklares nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 er et tidsstyrediagram, der viser tidsstyringen af udsendelser fra et antal sendestationer i et fasesammen-lignende radionavigationsanlæg, fig. 2 et blokdiagram, der viser en hovedsendestation, fig. 3A og 3B tilsammen et blokdiagram, der viser en af de sekundære sendestationer, og fig. 4A og 4B tilsammen et blokdiagram, der viser en modtager.

4 141829

Det særlige navigationsanlæg, der skal beskrives under henvisning til tegningen, har en hovedsendestation, der udsender et synkroniseringssignal i en periode på 2o millisekunder fulgt af en udsendelse ved en frekvens fl i 2o millisekunder og derpå en frekvens f2 i 2o millisekunder. Hver af de sekundære stationer udsender frekvensen fl i 2o millisekunder fulgt af f2 i 2o millisekunder. Tidscyklussen tillader op til fem sekundære stationer. Med kun en sekundær station vil anlægget tilvejebringe stedlinieinformation. Et enkelt sæt stedlinier anvendes under nogle omstændigheder, f.eks. kan et enkelt sæt koncentriske stedlinier anvendes til en haveftersøgning. De to stationer kan anvendes som faste stationer med en modtager på et fartøj, så at de to stationer danner basislinien i et enkelt hyperbelmønster, eller en af stationerne kan findes på et fartøj, så at anlægget giver afstandsinformation. Mere almindeligt anvendes der to eller flere sekundære stationer for at give en positionsbestemmelse. Et hvilket som helst par af stationer kan danne basislinien i et mønster af stedlinier, hvis der som i én modtagerform findes organer til sammenligning af fasen af hvilke som helst to modtagne signaler af den samme frekvens. I et hyperbelnavigationsanlæg kan fire stationer således tilvejebringe seks sæt hyperbolske stedlinier, medens seks stationer kan tilvejebringe femten sæt hyperbolske stedlinier.

Med en enkelt frekvens kan anlægget indrettes som et hyperbolsk flerbrugeranlæg med mellem tre og seks stationer i henhold til den dækning, der kræves, eller for at tilvejebringe to cirkulære mønstre for op til fire brugere. Ved at anvende to eller tre sekundære stationer afhængigt af området, der skal dækkes, tilvejebringes flerbrugerpositionsbestemmelse, og yderligere sekundære stationer kan anvendes til at give cirkulære mønstre for individuelle brugere for derved at muliggøre drift i både hyperbolsk og cirkulær arbejdsform tilsammen.

De to frekvenser fl og f2 i den viste udførelsesform ligger i området fra 16oo til 5ooo kHz. Anvendelse af kun én frekvens tilvejebringer nøjagtig positionsinformation, men som det er velkendt, opstår der flertydeligheder. Den anden frekvens f2 gøres en lille procentdel mindre end fl, og forskellen mellem fasevinkelbestemmelser ved frekvenser fl og f2 tilvejebringer et groft mønster af stedlinier til løsning af disse flertydigheder. Med cirkulære mønstre kan den anden frekvens anvendes af yderligere brugere, hvis grov information er unødvendig.

Frekvenserne fl og f2 behøver ikke at stå i et indbyrdes harmonisk forhold. Som forklaret nedenfor kan hver af disse frekvenser 5 141829 udvælges særskilt fra frekvensefterdannere, der tilvejebringer frekvenser i trin på loo Hz. Hensigtsmæssigt afviger de to frekvenser fra hinanden med multipla af loo Hz.

Den synkroniserende udsendelse fra hovedstationen anvendes til at styre tidsstyringen af den sekundære stations udsendelser og tillige i modtageren. Synkroniseringsudsendelsen omfatter en fasemodulation, idet fasen af fl udsendelsen forskydes +72° i to perioder af 5 millisekunder under 2o millisekundperioden af denne udsendelse.

Hovedstationen vist i fig. 2 har frekvensefterdannere lo,11 til frembringelse af frekvenser henholdsvis Fl og F2, hvor Fl = fl + loo kHz og F2 = f2 + loo kHz, idet frekvenserne fl og f2 vælges ved hjælp af fingerhjulsreguleringsorganer henholdsvis 12 og 13 i trin på loo Hz. En signalgeneratorenhed omfatter en lo MHz temperaturstabiliseret krystalstyret oscillator 14 og en loo til 1 frekvensdeler 15, der tilvejebringer et lo MHz signal for efterdannerne lo,11 og et loo kHz signal, der føres over en faseforskydningsenhed 16 til balancerede modulatorer 17,18, hvor loo kHz signalet kombineres med henholdsvis Fl og F2 signalerne fra frekvensefterdannerne lo,11 til frembringelse af signaler med frekvenser f1 og f2. Smalle båndfiltre er anbragt i loo kHz indgangene til begge de balancerede modulatorer 17,18 for at undgå gennembrud af anden harmonisk og for at forme den transiente, som indføres ved fasemodulation. Udgangssignalerne fra de to balancerede modulatorer 17,18 forstærkes af en forstærker 19 og føres gennem et filter 2o og forstærkes yderligere ved 21, før de føres til en effektforstærker 22 til frembringelse af signaler, som føres over en antennetilpasningsenhed 23 til en antenne 24. Faseforskydningsenheden 16 indeholder separate reguleringsorganer 25,26 til digital Omskiftet faseforskydning af fl- og f2 udsendelserne. En lo MHz indgang fra oscillatoren til faseforskydningsenheden 16 muliggør, at faseforskydningen styres digitalt i trin på l/loo af en periode.

De to frekvensefterdannere lo,11 muliggør, at udvælgelse af frekvenserne Fl og F2 foretages uafhængigt. Hver frekvens kan vælges i trin på loo Hz. Efterdanneren lo tilvejebringer også et 4 kHz signal, der føres til en tidsstyreenhed 3o, som styrer tidsstyrecyklussen.

Udgangssignaler fra tidsstyreenheden 3o føres til elektroniske omskiftere 31,32, der styrer hver sin af indgangene til de balancerede modulatorer 17,18. Omskifteren 31 sluttes under synkroniseringsperioden og under sendeperioderne ved frekvensen fl, medens omskifteren 36 sluttes under sendeperioderne ved frekvensen f2. Tidsstyreenheden 3o fører også et signal til faseforskyderen 16 under synkroniseringsudsendelserne for at indføre faseforskydningen på 72° i to perioder på 6 1U1829 i millisekunder i hver synkroniseringsudsendelse.

Fig. 3A og 3B tilsammen viser i blokdiagramform en sekundær sender. Denne sender har en antenne 4o, der over en tilpasningsenhed 41 er koblet både til en effektforstærker 42 til udsendelse og til en modtagerenhed 43 til modtagelse. Modtagerenheden 43 indeholder en bredbåndsforstærker 44, som føder en blandingsenhed 45, hvor modtagersignalerne overlejres med signaler af frekvenser F1 og F2 fra fre-jvensefterdannere henholdsvis 46,47 til tilvejebringelse af et udgangssignal ved loo kHz til en forstærker 48. Det sinusformede udgangssignal fra forstærkeren 48 føres over en firkantdanner 49 til en fa-sediskriminator 5o, hvor det under passende tidsperioder sammenlignes med det ene eller det andet af loo kHz signalerne fra to lokale signalgeneratorer, der i det følgende benævnes 01.1 og 01.2 signalgeneratorer. 01.1 signalgeneratoren omfatter en lo MHz varaktorstyret oscillator 51 og en loo til 1 frekvensdeler 52. På lignende måde omfatter 01.2 signalgeneratoren en lo MHz varaktorstyret oscillator 53 og en loo til 1 frekvensdeler 54. Disse to signalgeneratorer er frekvens- og faselåst, som forklaret nedenfor, til de modtagne henholdsvis fl og f2 udsendelser. Under udsendelserne fra hovedstationen er de modtagne fl og f2 signaler de signaler, der modtages fra hovedstationen. Når den sekundære station sender, tilvejebringer udgangssignalet fra effektforstærkeren 42, som føres til antennen 4o, fra tilpasningsenheden 41 modtagne signaler, som sammenlignes af diskrimina-toren med udgangssignalerne fra 01.1 og 01.2 signalgeneratorerne, lo MHz oscillatoren 51 tilvejebringer et signal med denne frekvens ikke kun til frekvensdeleren 52, men også til Fl efterdanneren 46 og til F2 efterdanneren 47. Disse efterdannere 46,47 har fingerhjulsreguleringsorganer henholdsvis 55 og 56, som muliggør udvælgelse af en hvilken som helst frekvens i den krævede båndbredde i trin på loo Hz.

Udgangssignalerne fra loo til 1 delerne 52,54 føres til en styreomskifter 57, der muliggør udvælgelse af det ene eller det andet af disse to loo kHz signaler for tilførsel over en faseforskyder 58 til den forannævnte fasediskriminator 5o. Faseforskyderen 58 har tidsstyring fra en tidsstyreenhed 72 og indeholder manuelt indstillelige styreorganer 59,6o til indstilling af faseforskydningen under udsendelserne fra den sekundære station ved frekvenser henholdsvis f1 og f2.

Udgangssignalet fra fasediskriminatoren 5o, der repræsenterer faseforskellen på dens to indgange, føres til en skifteenhed 61, der bevirker, at dette styresignal fra diskriminatoren 5o på de rigtige tidspunkter føres til den korrekte af fire separate udgangsledninger, idet skifteenheden 61 til dette formål styres af tidsstyreenheden 72.

7 141829

To af disse ledninger 62,63 fører det analoge udgangssignal fra fase-diskriminatoren 5o til lo MHz oscillatorerne henholdsvis 51 og 53, som frekvensstyrer indgange til frekvens- og faselåsning af 01.1 og 01.2 signalgeneratorerne til de modtagne signaler fra hovedstationen.

De andre to udgange fra skifteenheden 61 føres over ledninger 64 og 65 til to yderligere signalgeneratorer, i det følgende benævnt Øxl og 0x2 signalgeneratorer, som udgør signalkilderne, der anvendes til udsendelser fra den sekundære station under perioderne af udsendelse på frekvenserne henholdsvis fl og f2. Øxl signalgeneratoren omfatter en varaktorstyret lo MHz oscillator 66 og en loo til 1 frekvensdeler 67, medens 0x2 signalkilden omfatter en varaktorstyret lo MHz signalgenerator 68 og en loo til 1 frekvensdeler 69. loo kHz udgangssignalerne fra delerne 67,69 føres til en radiofrekvensudgangsenhed 7o, hvortil også føres de efterdannede Fl og F2 frekvenser fra efterdannerne 46,47. RF-enheden 7o er identisk med RF-enheden i hovedsenderen omfattende omskiftere 31,32, balancerede modulatorer 17, 18, forstærker 19, filter 2o og yderligere forstærker 21 og tilvejebringer de krævede udgangssignaler ved frekvenserne fl og f2 til effektforstærkeren 42.

Faseforskyderen 58 er en digital faseforskyder, og for at bringe styreorganerne 59,6o til at frembringe fasetrin på loo dele af en periode kræver den et indgangssignal med nøjagtigt loo gange frekvensen af signalet, som skal styres. Disse indgange tilvejebringes direkte fra de forannævnte oscillatorer 51,53 over en omskifter 71.

Tidsstyring af funktionen af de forskellige omskiftere styres af den forannævnte tidsstyreenhed 72, der har en 4 kHz indgang på ledningen 73 fra efterdanneren 46. Denne tidsstyreenhed tilvejebringer udgangssignaler ved 74 til styring af de forannævnte omskiftere 57,71 til udvælgelse af indgangssignaler til faseforskyderen 58 under den korrekte periode. Den tilvejebringer også et styresignal på en ledning 75 til faseforskyderen 58 til udvælgelse af den korrekte faseforskydning fra de manuelle styreorganer 59,6o. På en ledning 76 tilvejebringer tidsstyreenheden 72 et signal til en styreport 77, som styrer skifteenheden 61 til udvælgelse af de korrekte ledninger, hvortil udgangssignalet fra fasediskriminatoren 5o skal føres. Tidsstyreenheden tilvejebringer også signaler på ledninger 78 til RF-ud-gangsenheden 7o til styring af omskifterne deri svarende til omskifterne 31,32 i fig. 2.

Den cykliske rækkefølge af tidsstyreenheden skal startes i synkronisme med cyklussen af udsendelser fra hovedstationen. For .at gøre dette findes der en synkroniserende diskriminatorenhed 8o, der, 8 141829 som forklaret nedenfor, indeholder de nødvendige kredsløb til at detektere fasemodulationen på signalerne, som modtages fra hovedstationen under synkroniseringsudsendelsen, og til ud fra denne at frembringe den krævede tidsstyreimpuls til at starte funktionen af tidsstyreenheden. Tidsstyreenheden er i det væsentlige en tæller, som tilvejebringer udgangssignaler med korrekte tidsintervaller efter startimpulsen. Under synkroniseringsudsendelsen fra hovedstationen modtages det fasemodulerede signal ved den sekundære station på antennen 4o og passerer gennem modtagekanalen 44,45,48 for at danne et fasemoduleret loo kHz indgangssignal til firkantdanneren 49. Udgangssignalet fra firkantdanneren 49 føres til en af indgangene på den synkroniserende diskriminator 8o, hvis anden indgang er et loo kHz referenceindgangssignal fra deleren 52. Det fasemodulerede indgangssignal til den synkroniserende diskriminator medfører et firkantbølgeudgangs-signal fra den synkroniserende diskriminator 8o. Før den sekundære station låses til udsendelser fra hovedstationen, kan der være nogle få perioders forskel mellem mellemfrekvensen på forstærkeren 48 og referencen loo kHz, som fås fra deleren 52. Mellem forflanker er de 5 millisekunder brede synkroniserende faseforskydningsimpulser imidlertid effektivt en periode af et loo Hz signal, der, til trods for de eventuelle få perioder fra låsning, detekteres af den synkroniserende diskriminator og føres til et digitalt genkendelseskredsløb omfattende et skifteregister, der taktstyres ved en 1 kHz impulshastighed i diskriminatorenheden 8o. De to 5 millisekund faseforskydningsimpulser er adskilt af lo millisekunder målt enten på deres forflanker eller deres bagflanker. Hensigtsmæssigt bliver de positive flanker udvalgt, formet og ført til dette skifteregister, som er indrettet til at detektere, når der er impulser med en afstand af lo millisekunder til frembringelse af signaler til en OG-port, som frembringer den anden og aktive flanke af triggertilstanden. Eventuelle tilfældige impulser, som forekommer under en lo millisekunders korrelationsperiode, spærrer triggerfunktionen. Den synkroniserende detektorenhed 8o tilvejebringer således et udgangssignal, der er tidsstyret i overensstemmelse med den modtagne synkroniserende udsendelse fra hovedstationen. Dette signal føres over en hurtig monostabil multivibrator til tilbagestillingsledningen i tidsstyreenheden 72, der består af en modulo 8o deler for 4 kHz indgangssignalet fra efterdanneren 46, der driver et skifteregister, som frembringer de krævede 2o millisekunders tidsstyre intervaller. Selv om de lokale signalgeneratorer 01.1 og øl.2, der udgør fasehukommelser for modtagne signaler, således ved begyndelsen af udsendelsen fra en kæde ikke er frekvens- og faselåst til de g 141829 modtagne signaler, låses kædens tidsstyring fra den synkroniserende fasemodulation på fl udsendelsen fra hovedstationen. Den indledende frekvensforskel mellem mellemfrekvensen fra hovedstationen fl og loo kHz fra 01.1 signalgeneratoren 51,52 er ikke signifikant. Tidsstyreenheden 72 kan således nu styre funktionen af de forskellige omskiftere under de korrekte perioder af de forskellige udsendelser fra hovedstationen og de sekundære stationer i sendecyklussen. Fase-låsediskriminatoren 5o modtager et loo kHz indgangssignal kontinuerligt fra modtageren, men det korrekte referencesignal omskiftes til den anden indgang under de krævede perioder, og udgangen fra fase-diskriminatoren vælges kun under de krævede perioder for at give de korrekte styringer. I denne særlige udførelsesform er den faselåste diskriminator gjort aktiv i en 5 millisekunders periode, som begynder lo millisekunder efter forflanken af den relevante 2o millisekunders tidsstyreimpuls. Under perioden af fl udsendelsen fra hovedstationen låser faselåsediskriminatoren 5o lo MHz oscillatoren 51 i frekvens og fase, så at loo kHz udgangssignalet fra deleren 52 svarer i frekvens og fase til loo kHz udgangssignalet fra formningsenheden 49, dog underkastet faseforskydningen, som indføres af styreorganet 59. Under f2 udsendelserne fra hovedstationen låser diskriminatoren 5o oscillatoren 53, så at udgangssignalet fra deleren 54 har det krævede faseforhold til de modtagne f2 signaler. Det vil således ses, at den lokale signalgenerator 01.1 nu lagrer hovedfasenulpunktet for fl udsendelserne. Oscillatoren 51 er nu ved den korrekte frekvens og fase-Den driver heterodynfrekvensefterdannerne for fl og f2 udsendelserne fra de sekundære stationer. Det vil bemærkes, at enhver ændring i frekvens eller fase af oscillatoren 51 bevirker en tilsvarende ændring i indgangssignalet til blanderen 45 og dermed i indgangssignalet til fasediskriminatoren 5o med en størrelse, der afhænger af indstillingen af efterdanneren. Enhver frekvens- eller faseforskydning på oscillatoren 51 vil frembringe en loo del af frekvens- eller faseændringen på referencesiden af diskriminatoren 5o, og således reduceres graden af styring af oscillatoren tilnærmelsesvis proportionalt med forholdet mellem efterdannerens frekvens og loo kHz. Den analoge udgang fra diskriminatoren 5o føres over ledningen 62 til den varak-torstyrede indgang på oscillatoren 51 i en sådan retning, at den trækker frekvensen ind i fase med frekvensen, som repræsenteres af de modtagne fl udsendelser. På denne måde sikres over nogle få systemcyklusser frekvens og fase af fasenulpunktshukommelsesoscillatoren 51. På lignende måde tilvejebringer diskriminatoren 5o en analog udgang på ledningen 63 til låsning af lo MHz oscillatoren 53 til frekvensen lo 141829 og fasen, som repræsenteres af den modtagne f2 udsendelse. Det vil i dette tilfælde bemærkes, at enhver ændring i frekvensen eller fasen af oscillatoren 53 kun føres til referencesiden af diskriminatoren 5o og ikke til signalindgangssiden, da efterdanneren 47 drives af oscillatoren 51.

Når 01.1's oscillator 51 låses, er referencen loo kHz afledt fra 01.1. Det vil sige, at den indkommende fl.l udsendelse overlejres med en frekvens efterdannet ud fra 01.1, og enhver forskel mellem loo kHz mellemfrekvensen og de loo kHz afledt fra 01.1 frembringer et styreudgangssignal fra den synkroniserende diskriminator til at korrigere frekvens og fase af 01.1.

Når fasehukommelsesoscillatoren 01.2 låses, er referencen loo kHz afledt ved overlejring af en frekvens, der efterdannes fra fa-sehukommelsesoscillatoren 01.1, der allerede er låst til fl udsendelsen, med det indkommende f2 signal. Denne loo kHz mellemfrekvens sammenlignes med loo kHz afledt fra fasehukommelsesoscillatoren 01.2, og udgangssignalet fra den faselåste diskriminator korrigerer frekvensen og fasen af 01.2.

Det kan ses, at i det beskrevne tilfælde for 01.1 er referencen effektivt på 01.1 siden af diskriminatoren, fordi 01.1 oscillatoren tilvejebringer både loo kHz til diskriminatoren og den efterdanne-de heterodynfrekvens til frembringelse af mellemfrekvensen. I det beskrevne tilfælde for 01.2 er referencen på det modtagne signals side af diskriminatoren, fordi heterodynfrekvensen tilvejebringes ud fra fasehukommelsesoscillatoren 01.1, hvis frekvens og fase allerede er blevet låst.

På dette trin har hver sekundære stations styreenhed sin tidsstyring låst til det lagrede fl fasenulpunkt, der udsendes fra hovedstationen. Den har også lagret et f2 fasenulpunkt. Hvis stationerne alle er faste, vil disse fasenulpunkter låses til de modtagne udsendelser og være stabile. Hvis en sekundær station bevæger sig, vil de lagrede nulpunkter være plus eller minus dopplerforskydningen frembragt af fartøjet, som bevæger sig hen mod eller bort fra hovedstationen.

Det samme vil gælde, hvis hovedstationen bevæger sig, og de sekundære stationer er faste.

Når tidsstyreenheden 72 er blevet synkroniseret, kan en omskifter 81 betjenes. Denne tjener til at afbryde tilførslen fra den synkroniserende diskriminator 8o, men først efter modtagelse af den næste triggerimpuls. Tidsstyreenheden 72 styres nu af 4 kHz indgangssignalet på ledningen 73, der fås fra oscillatoren 51 over efterdanneren 46. Ajourføringen af tidsstyringen er således nu afhængig af. den snævre li 141829 båndfiltrering, som hovedstationens signaler underkastes i 01.1 styresløjfen. Båndbredden for tidsstyreformål indsnævres i virkeligheden med deraf følgende forbedring af signal/støj-forholdet.

yderligere enkeltheder vedrørende senderudstyret er beskrevet i beskrivelsen til patentansøgning nr. 5967/74.

Fig. 4A og 4B tilsammen viser opbygningen af en form for modtageudstyr. Denne særlige udførelsesform omfatter midler til fastholdelse af op til tre fine mønstre på frekvensen fl udvalgt af hvilke som helst af de mulige mønstre fra en bestemt kædeform. Visningen muliggør også opnåelse af grov positionsinformation ved anvendelse af f2 udsendelserne fra de pågældende stationer. Visningen er digital og tilvejebringer typisk en sekscifret udlæsning med kontinuert visning af de valgte mønstre udtrykt i tællinger af hele baner of brøkdele deraf. Med et fuldt komplement af kredsløbsplader kan modtageren lagre den modtagne fase af alle tolv mulige kædeudsendelser og bringe fl og f2 i relation til hinanden for et hvilket som helst stationspar i den ene eller den anden stations orden for hver af de tre visninger. Position i mønstre centreret på basislinier, som forbinder et hvilket som helst par af stationer, kan måles og vises. En yderligere tocifret udlæsning med hver positionsvisning giver modtagerposition i et differensmønster, dvs. et groft mønster udledt ved sammenligning af den modtagne fase af fl og f2 udsendelserne fra hvert valgt stationspar.

En i rækkefølge ordnet binær kodet decimaludlæsning af Øjebliksværdierne af hver sekscifret udlæsning sammen med indstillingen af de to tilhørende stationsvælgeromskiftere er også mulig.

I fig. 4A er der vist en modtageantenne loo, som er forbundet med en modtagekanal lol, der omfatter en forstærker lo2, en heterodyn-blander lo3 og en udgangsforstærker lo4, som fører til en firkantdanner lo5, som tilvejebringer et indgangssignal til en faselåsediskri-minator lo6. Heterodynsignalerne fås fra to efterdannere lo7,lo8, som udgør Fl og F2 efterdannerne, der kan indstilles manuelt ved hjælp af fingerhjulsreguleringsorganer lo9,llo til de valgte frekvenser i trin på loo Hz. Indgangssignalet for efterdannerne fås fra en varaktorsty-ret lo MHz oscillator 111, der sammen med en loo til 1 deler 112 udgør en hovedstationshukommelse, der i det følgende benævnes 01.1 hukommelsen. Det vil umiddelbart ses, at det hidtil beskrevne modtagerudstyr bortset fra den manglende tilpasningsenhed 41 er identisk med det tilsvarende udstyr i den sekundære stations styrenhed. For hvert modtaget signal har modtagestationen en tilhørende hukommelsesenhed.

Foruden hukommelsesenheden 111,112 er der vist elleve yderligere tilsvarende hukommelsesenheder hver omfattende lo lo MHz oscillator 113 12 141829 til 123 med en loo til 1 frekvensdeler 124-134. Disse enheder benævnes i det følgende 01.2, 02.1 osv., hvor det første af de to cifre angiver sendestationen, og det andet af de to cifre angiver frekvensen. 03.2 er således hukommelsesenheden for f2 udsendelsen fra station nr. 3. Hukommelsesenhederne giver alle udgangssignaler af nominelt den samme frekvens, men faserne vil afvige på grund af doppler-effekten af forskellige størrelser af relativ bevægelse af modtageren i forhold til de forskellige sendestationer.

Udgangssignalerne fra de tolv hukommelsesenheder føres til tolv indgange på et portkredsløb 15o, hvis porte styres af en tidsstyreenhed 151, der skal beskrives nedenfor. Til de korrekte tidspunkter føres udgangssignalerne fra de forskellige hukommelsesenheder som referenceindgangssignaler til den ovenfor nævnte faselåsediskriminator lo6. Denne diskriminator sammenligner således fasen af den valgte referenceoscillator med fasen af de indkommende modtagne signaler og tilvejebringer et udgangssignal på en ledning 152, som over et skiftekredsløb 153 føres til den korrekte af tolv udgangsledninger 154. Faselåsedis-kriminatoren lo6 tilvejebringer et analogt indgangssignal, som ændrer sig i rækkefølge, når de forskellige udsendelser modtages, idet hver udsendelse sammenlignes med signalet fra den tilsvarende hukommelsesenhed. Disse analoge udgangssignaler tilbagekobles ved hjælp af skiftekredsløbet 153 til tilsvarende ledninger for at styre oscillatorerne i hukoimnelsesenhederne, så at de pågældende oscillatorer 111 til 123 under de forskellige udsendelser er faselåst til de modtagne udsendelser. Signaler, som er låst i fase til de tolv modtagne signaler, er nu kontinuerligt til rådighed ved en frekvens af loo kHz på ledningerne 16o til 171 fra de forskellige frekvensdelere.

Hukommelserne for lagret fase indbefatter den nødvendige faseforskydning for at tage hensyn til dopplereffekten på grund af relativ bevægelse mellem modtageren og sendestationerne. Så længe der ikke er nogen ændring i bevægelseshastighed eller -retning i forhold til sendestationerne, lagrer fasehukommelserne således information svarende til øjeblikkeligt foreliggende position af modtageren, ikke blot tidligere information på de forskellige tidspunkter, hvor de forskellige fasehukommelsesoscillatorer sidst blev sammenlignet i fase med modtagne signaler.

Synkronisering af tidsstyringen udføres ved hjælp af en synkroniserende diskriminatorenhed 172, der svarer til diskriminatorenhe-den 8o i de sekundære sendere, og som afføler modulationen på den synkroniserende udsendelse fra hovedstationen til tilvejebringelse af 13 141829 et tilbagestillingssignal til at starte cyklussen af tidsstyreenheden 151. Denne tidsstyreenhed tilvejebringer de nødvendige signaler på de korrekte tidspunkter til at betjene portene i enhederne 15o og 153.

En manuelt betjenelig omskifter 173 afbryder, når den aktiveres, tilførslen fra den synkroniserende diskriminator 172, men er kun virksom efter modtagelsen af den næste triggerimpuls. Hvis omskifteren betjenes, vil tidsstyreenheden således modtage den næste triggerimpuls fra den synkroniserende diskriminatorenhed 172, men derefter afhænger tidsstyringen af den faselåste 01.1 oscillator 111 over efterdanneren lo7.

Da tidsstyreenheden 151 arbejder på et 4 kHz signal fra efterdanneren lo7, som fås fra oscillatoren 111, der er låst til hovedstationen, hvor tidsstyringen tilvejebringes på samme måde, vil tidsstyreenheden, når den først er blevet synkroniseret, fortsætte med at arbejde korrekt og kræver ikke synkronisering tinder hver tidsstyrecyklus. Den synkroniserende diskriminator behøver således kun at være i funktion, når udstyret første gang indkobles for at modtage signaler fra en kæde af sendestationer. Derefter kræves de synkroniserende udsendelser ikke, og omskifteren 173 kan betjenes. Tidsstyringen er nu afhængig af den snævre båndfiltrering, som signalerne underkastes i 01.1 styresløjfen. I virkeligheden reduceres båndbredden af modtageren derfor, hvad tidsstyringen angår, med en deraf følgende forøgelse i signal/støj-forholdet.

Udgangssignaler på ledningerne 16o til 171 anvendes til at danne indgangssignalerne for tre identiske digitaliserings- og fasemåleenheder 18o,181 og 182. Hver af disse enheder indeholder et fase-målekredsløb 183 og en tæller 184 til tilvejebringelse både af fin og grov mønsterinformation i binær-kodet decimalform sammen med manuelt betjenelige vælgeromskiftere 19o til tilvejebringelse af de tilsvarende indgangssignaler til de digitale fasesammenligningsorganer udvalgt blandt signalerne på ledningerne 16o til 171. Fasemålingen udføres hensigtsmæssigt ved anvendelse af en dobbelt D-type bistabil multivibrator, som giver de to fasetidsintervaller, dvs. et første tidsinterval, som anvender signaler, der er låst til fl udsendelser, og et andet tidsinterval, som anvender signaler, der er låst til f2 udsendelser fra det samme par stationer. Disse intervaller måles ved en impulstælling af lo MHz signaler, der fås fra oscillatoren 111 på en ledning 187. Da sammenligningssignalerne er loo kHz signaler, er tællingen ifølge sagens natur i hundrededele af en bane. For at muliggøre den grove mønstervisning udvælges de to par af de tolv mulige indgangssignaler for at give målinger, som anvender den samme basislinie ved de to frekvenser fl og f2. fl mønsterfasemålingen føres over komparatoren, dvs. fasemålekredsløbet 183, til et visnings 14 141829 lager for fasevinkelbrøkdele. Komparatoren ajourfører lageret ved hjælp af det minimale antal bit, som er nødvendige, og tilvejebringer styre- og mentedata for visningens helbanetæller. Fasemålingen for f2 mønstret lagres også. Komplementet af f2 lageret adderes til fl mønsterlageret, og dette frembringer matematisk forskellen i fase mellem de to signaler, som føres til den grove mønstervisning. De samme to stationer skal anvendes til fl og f2 målingerne i en digitaliseringsenhed for således at få det tilsvarende grove mønster. Tællingerne for det fine og grove mønster afbildes på visningsenheder 186.

I den her omhandlede modtager er der mulighed for manuel indsætning af banelæsetællingerne for de tre visninger. Når disse tællinger først er blevet indsat, vil komparatoren tilvejebringe mentedata til ændring af visningens helbanetæller. Til udførelse heraf findes der en indstillingstrykknap 185 sammen med ciffervælgefingerhjul 188 for de tre visninger. Et cifferindstillingsfingerhjul 189 vælger det bestemte ciffer i visningen, som skal indstilles.

Det vil bemærkes, at modtageren kun anvender en enkelt faselå-sediskriminator lo6 til at udføre alle de krævede faselåsninger af de forskellige hukommelsesenheder. Der findes ingen faseforskydere mellem hukommelsesenhederne og faselåsediskriminatoren lo6, og faselåsningen udføres således med de samme kredsløb for alle de forskellige hukommelsesenheder, hvorved differentielle faseforskydningsproblemer i modtageren elimineres.

Der kræves ingen henføring af modtageren, da alle signalerne er nulstillet med en diskriminator.

Skifteorganerne på visningsenhederne muliggør, at et hvilket som helst par af stationer udvælges som en basislinie for fasesammenligningsmålingen. Specielt er det muligt at vælge et par sekundære stationer såvel som at sammenligne signaler fra hver sekundære station med hovedstationen.