DK172492B1

DK172492B1 - System for determining the angular turning position of an object rotating around an axis

Info

Publication number: DK172492B1
Application number: DK198902248A
Authority: DK
Inventors: Louis Simon Yff
Original assignee: Hollandse Signalapp N B V
Priority date: 1988-05-09
Filing date: 1989-05-08
Publication date: 1998-10-12
Also published as: DK224889A; DK224889D0; KR900019283A; TR23657A

Description

i DK PR 172492 B1in DK PR 172492 B1

Opfindelsen angår et system til bestemmelse af vinkeldrejningsstillingen for en genstand, der drejer om en akse med hensyn til jordens overflade, hvilket system omfatter en senderenhed og en antenneenhed til 5 transmission af bærebølger, et retningsmodtageantenne-organ fastgjort til genstanden og en modtager koblet til modtageantenneorganet til behandling af de modtagne bærebølger med henblik på bestemmelse af genstandens vinkeldrejningsstilling i forhold til en polariserings-10 retning for bærebølgerne med en flertydighed på 180*.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention relates to a system for determining the angular rotation position of an object about an axis with respect to the earth's surface, which system comprises a transmitter unit and an antenna unit for transmission of carrier waves, for processing the received carriers for determining the angular position of the object relative to a polarization direction for the carriers having an ambiguity of 180 *.

Genstanden udgør ofte et projektil, hvis kurs skal korrigeres for at ramme et bestemt mål.The object often forms a projectile whose course must be corrected to hit a particular target.

Sådanne systemer er kendt fra DK ansøgning nr.Such systems are known from DK application no.

2249/89 og EP nr. 239.156.2249/89 and EP 239.156.

15 I disse systemer udsendes mindst én polariseret bærebølge fra en antenneenhed sammen med en senderen-hed, der er koblet til antenneenheden. Genstanden er udstyret med et retningsmodtageantenneorgan og et modtagesystem koblet til modtageantenneorganet. Systemet 20 er indrettet på en sådan måde, at genstandens vinkeldrejningsstilling i forhold til antenneenheden måles. Antenneenhedens orientering virker derfor som en reference. Til dette formål drages der omsorg for, at den polariserede bærebølge er til stede rundt om gen-25 standen. Til oplysning af genstanden anvendes ofte et strålebundt. Hvis en polariseret bærebølge udsendes, kan vinkeldrejningsstillingen af genstanden bestemmes med en unøjagtighed på 180*. Der kendes flere metoder til fjernelse af 180* unøjagtigheden. Nogle få af disse 30 metoder beskrives i nævnte europæiske patentansøgning. Nærværende opfindelse finder imidlertid også anvendelse i et system, hvor vinkeldrejningsstillingen af genstanden bestemmes med en 180* unøjagtighed.In these systems, at least one polarized carrier is emitted from an antenna unit along with a transmitter unit coupled to the antenna unit. The object is provided with a directional receiving antenna means and a receiving system coupled to the receiving antenna means. The system 20 is arranged in such a way that the angular position of the object relative to the antenna unit is measured. The orientation of the antenna unit therefore acts as a reference. For this purpose, the polarized carrier is provided around the object. A beam of radiation is often used to illuminate the object. If a polarized carrier is emitted, the angular position of the object can be determined with an inaccuracy of 180 *. Several methods for removing the 180 * inaccuracy are known. A few of these 30 methods are described in said European patent application. However, the present invention also applies in a system in which the angular position of the object is determined with a 180 * inaccuracy.

Fordi vinkeldrejningsstillingen af genstanden i 35 forhold til antenneenheden måles til bestemmelse af vinkeldrejningsstillingen af genstanden i forhold til 2 DK PR 172492 B1 nominet, er det også nødvendigt at bestemme orienteringen af antenneenheden i forhold til rummet (jordoverfladen) og holde denne konstant.Because the angular position of the object in relation to the antenna unit is measured to determine the angular position of the object relative to the nomenclature, it is also necessary to determine the orientation of the antenna unit relative to the room (ground surface) and keep it constant.

De nævnte systemer har den ulempe, at bestemmel-5 se af vinkeldrejningsstillingen af genstanden i forhold til rummet foretages på grundlag af to målinger: måling af genstandens vinkeldrejningsstilling i forhold til antenneenheden og måling af antenneenhedens orientering i forhold til rummet. Da der til beregning af vinkel-10 drejningsstillingen gøres brug af to målinger, vil beregningens nøjagtighed falde.Said systems have the disadvantage that determination of the angular position of the object relative to the space is made on the basis of two measurements: measurement of the object's angular position of the antenna unit and measurement of the orientation of the antenna unit relative to the room. Since two measurements are used to calculate the angle-of-rotation position, the accuracy of the calculation will decrease.

Endvidere er det programmel, der kræves til beregning af genstandens vinkeldrejningsstilling i forhold til rummet, kompliceret og således dyrt.Furthermore, the software required to calculate the angular position of the object relative to the space is complicated and thus expensive.

15 Hvis antenneenheden er anbragt på et skib, må der anvendes en stabiliseret platform, til hvilken antenneenheden er fastgjort, for at holde antenneenhedens orientering i forhold til rummet (havoverfladen) konstant, når skibet bevæger sig.15 If the antenna unit is mounted on a ship, a stabilized platform to which the antenna unit is attached must be used to keep the antenna unit's orientation relative to the room (sea surface) constant as the ship moves.

20 Det er opfindelsens formål at undgå ovenstående ulemper og at opnå et system, der nøjagtigt bestemmer genstandens vinkeldrejningsstilling i forhold til rummet, omfatter en enkel og således billigere antenneenhed og omfatter mere enkelt og således billigere pro-25 grammel.The object of the invention is to avoid the above disadvantages and to obtain a system that accurately determines the angular position of the object relative to the space, comprises a simple and thus cheaper antenna unit and comprises more simple and thus cheaper program flour.

Ifølge opfindelsen, der defineres af krav l, er bærebølgefrekvensen valgt således, at polariseringsretningen i det mindste er hovedsagelig vinkelret på jordens overflade, i det væsentlige uafhængigt af an-30 tenneenhedens position og orientering.According to the invention defined by claim 1, the carrier frequency is selected such that the polarization direction is at least substantially perpendicular to the earth's surface, substantially independent of the position and orientation of the antenna unit.

Antenneenheden har en sådan strålebredde, at for det første oplyses jordoverfladen, og for det andet oplyses genstanden. Fordi jordoverfladen oplyses, vil den imidlertid, specielt når der er tale om en havoverfla-35 de, virke som en flad ledende metalplade i forhold til den udsendte bærebølge. Resultatet vil være, at det 3 DK PR 172492 B1 elektriske felt nær ved jordoverfladen vil ligge praktisk talt vinkelret på jordoverfladen. Afhængigt af bærebølgefrekvensen vil denne lodrette polarisering inden for visse grænser nå store højder over jordoverfla-5 den. Denne lodrette polarisering er ikke afhængig af antenneenhedens orientering, fordi polariseringen af bærebølgen opnås som et resultat af vekselvirkning med jordoverfladen. En yderligere betingelse er, at bærebølgens frekvens er tilstrækkelig lav.The antenna unit has a beam width such that firstly the ground surface is illuminated and secondly the object is illuminated. However, because the ground surface is illuminated, it will, especially in the case of a sea surface, act as a flat conductive metal plate relative to the emitted carrier. The result will be that the 3 DK PR 172492 B1 electric field near the ground surface will be practically perpendicular to the ground surface. Depending on the carrier frequency, this vertical polarization will, within certain limits, reach high altitudes above the earth's surface. This vertical polarization does not depend on the orientation of the antenna unit because the polarization of the carrier is achieved as a result of interaction with the ground surface. A further condition is that the frequency of the carrier is sufficiently low.

10 En speciel fordel ved opfindelsen er, at man undgår behovet for at give antenneenheden en påkrævet orientering. Dette medfører en enorm forenkling og forbedring af systemet. Endvidere kan systemets opbygning være meget billigere.A particular advantage of the invention is that it avoids the need to give the antenna unit a required orientation. This results in a huge simplification and improvement of the system. Furthermore, the structure of the system can be much cheaper.

15 F.eks. kræves der ingen organer til bestemmelse antenneenhedens orientering i forhold til rummet. Som følge heraf kræves der intet programmel til, at behandle denne orientering til beregning af genstandens vinkeldrejningsstilling. Betjeningen af systemet er 20 derfor hurtigere og mere nøjagtig.For example, no means are required for determining the orientation of the antenna unit relative to the space. As a result, no software is required to process this orientation for calculating the angular position of the object. Therefore, the operation of the system is 20 faster and more accurate.

Det er specielt fordelagtigt, at antenneenheden ifølge opfindelsen ikke kræver stabilisering, når den anbringes på et skib. Følgelig kan omkostninger til en fuldstændigt stabiliseret platform spares.It is particularly advantageous that the antenna unit of the invention does not require stabilization when placed on a ship. Consequently, the cost of a fully stabilized platform can be saved.

25 Ifølge en speciel udførelsesform for opfindelsen kan der til transmission af bærebølgen endog gøres brug af en kommunikationsantenne, der allerede findes på fartøjet, fordi antenneenheden ifølge opfindelsen ikke behøver at tilfredsstille specielle krav. På et skib er 30 en sådan kommunikationsantenne almindeligvis en enkelt tråd. Endvidere har systemet ifølge opfindelsen den fordel, at flere genstande som følge af den bredere sendeantennestråle kan belyses samtidigt til bestemmelse af deres respektive orienteringer i forhold til rum-35 met.According to a particular embodiment of the invention, a carrier antenna already present on the vessel can be used to transmit the carrier because the antenna unit according to the invention need not satisfy special requirements. On a ship, such a communication antenna is usually a single wire. Furthermore, the system according to the invention has the advantage that, due to the wider transmitting antenna beam, several objects can be illuminated simultaneously to determine their respective orientations relative to space.

Den lodrette retning af det elektriske felt eller den vandrette retning af det magnetiske felt vil nå 4 DK PR 172492 B1 videre over jordoverfladen, når frekvensen bliver lavere, eller antenneenheden anbringes nærmere ved jordoverfladen. Frekvensen af den i det mindste ene bærebølge vil derfor fortrinsvis være lav, f.eks. af 5 størrelsesordenen 50kHz. Polariseringsretningen af bærebølgen kan bestemmes af genstandens modtagesystem på grundlag af retningen af det elektriske felt, det magnetiske felt eller en kombination af begge. Her omfatter modtageantenneorganet f.eks. to dipolantenner, hvor 10 modtagesystemet er indrettet til bestemmelse af genstandens orientering i forhold til det elektriske felt.The vertical direction of the electric field or the horizontal direction of the magnetic field will reach beyond the ground surface as the frequency becomes lower or the antenna unit is placed closer to the ground surface. Therefore, the frequency of the at least one carrier will preferably be low, e.g. of the order of 50kHz. The direction of polarization of the carrier can be determined by the object's receiving system on the basis of the direction of the electric field, the magnetic field or a combination of both. Here, the receiving antenna means includes e.g. two dipole antennas, wherein the receiving system is arranged for determining the orientation of the object relative to the electric field.

Idet det elektriske felt er vinkelret på jordoverfladen, vil det magnetiske felt være parallelt med jordoverfladen. Følgelig er det også muligt at bestemme 15 orienteringen af genstanden i forhold til det elektromagnetiske felts magnetiske feltkomposant. Til dette formål kan modtageantenneorganerne f.eks. være forsynet med to sløjfeantenner. Endvidere er det muligt at anvende begge polariserede elektromagnetiske feltkompo-20 santer i en kombination til bestemmelse af genstandens orientering. Til dette formål er genstanden fortrinsvis forsynet med i det mindste en dipolantenne og mindst en sløjfeantenne, der ikke er anbragt vinkelret i forhold til hinanden.Since the electric field is perpendicular to the earth's surface, the magnetic field will be parallel to the earth's surface. Accordingly, it is also possible to determine the orientation of the object relative to the magnetic field component of the electromagnetic field. For this purpose, the receiving antenna means may e.g. be fitted with two loop antennas. Furthermore, it is possible to use both polarized electromagnetic field components in a combination to determine the orientation of the object. For this purpose, the article is preferably provided with at least one dipole antenna and at least one loop antenna which are not perpendicular to each other.

25 Opfindelsen forklares i det følgende nærmere un der henvisning til tegningen, på hvilken fig. 1 viser en speciel udførelsesform for systemet, hvor sender- og antenneenheden er placeret på et skib, 30 fig. 2 skematisk de to vinkelret på hinanden an bragte sløj feantenner anbragt i et elektromagnetisk felt, fig. 3 skematisk to vinkelret på hinanden anbragte dipolantenner anbragt i et elektromagnetisk 35 felt, fig. 4 et diagram for et magnetisk felt på sløjfeantennernes plads, 5 DK PR 172492 B1 fig. 5 skematisk modtagesystemet indeholdt i et projektil til bestemmelse af projektilets vinkeldrejningsstilling, fig. 6 en første udførelsesform for enheden i 5 fig. 5, fig. 7 en anden udførelsesform for enheden i fig. 5, fig. 8 et diagram af et elektrisk felt på dipolantennernes plads, 10 fig. 9 en udførelsesform for projektilet med di polantenner , og fig. 10 en speciel udførelsesform for en referenceenhed ifølge fig. 5.The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing, in which 1 shows a special embodiment of the system in which the transmitter and antenna unit are located on a ship; FIG. 2 is a diagrammatic representation of the two perpendicular spacer antennas arranged in an electromagnetic field; FIG. 3 schematically shows two perpendicularly arranged dipole antennas arranged in an electromagnetic field; FIG. 4 is a diagram of a magnetic field in the loop of the antennas; 5 DK PR 172492 B1 fig. 5 schematically shows the receiving system contained in a projectile for determining the angle of rotation of the projectile; FIG. 6 is a first embodiment of the unit of FIG. 5, FIG. 7 shows another embodiment of the unit of FIG. 5, FIG. 8 is a diagram of an electric field in the dipole antenna space; FIG. 9 shows an embodiment of the projectile with di-pole antennas; and FIG. 10 shows a particular embodiment of a reference unit according to FIG. 5th

I fig. 1 er en genstand 1 til stede over jord-15 overfladen 2, hvor vinkeldrejningsstillingen af genstanden 1 skal bestemmes. Jordoverfladen 2 er i dette tilfælde en havoverflade. Den kan imidlertid også være en noget fugtig landoverflade. Et skib 3 er forsynet med en senderenhed 4, der er koblet til en an-20 tenneenhed 6 over en linie 5. Antenneenheden 6 består af en enkelt tråd, der kan være fastgjort på skibet i en vilkårlig stilling og have en vilkårlig orientering. Sendesystemet 4 er indrettet til at sende en bærebølge, der har frekvensen ω0. Antenneenheden 25 6 er af en sådan type, at bærebølgen for det første når ned til jordoverfladen 2 og for det andet når højt op over jordoverfladen 2, som følge hvoraf genstanden 1 ligger inde i bærebølgens elektromagnetiske felt. Fordi bærebølgens frekvens for det tredie er for-30 holdsvis lav (f.eks. ca. 50kHz), vil bærebølgen i vilkårlig afstand fra skibet være af den lodret polariserede type, til trods for at antenneenheden udsender en polariseret bærebølge, hvis polariseringsretning er ukendt.In FIG. 1, an object 1 is present above the ground surface 2 where the angular rotation position of the object 1 is to be determined. The ground surface 2 in this case is a sea surface. However, it can also be a somewhat damp land surface. A ship 3 is provided with a transmitter unit 4 which is connected to an antenna unit 6 over a line 5. The antenna unit 6 consists of a single wire which can be attached to the ship in any position and have any orientation. The transmission system 4 is arranged to transmit a carrier having the frequency ω0. The antenna unit 25 6 is of such a type that the carrier first reaches down to the ground surface 2 and secondly reaches high above the earth surface 2, as a result of which the object 1 lies within the electromagnetic field of the carrier. Because the frequency of the carrier is thirdly relatively low (e.g., about 50kHz), the carrier at any distance from the ship will be of the vertically polarized type, despite the antenna unit emitting a polarized carrier whose polarization direction is unknown .

35 Det ovenfor beskrevne forhold er forårsaget af, at jordoverfladen, hvis bærebølgefrekvensen er til- 6 DK PR 172492 B1 strækkelig lav, virker som en flad ledende plade. En elektrisk feltkomposant 7 af bærebølgen har en lodret retning, medens en magnetisk feltkomposant 8 har en vandret retning. Polariseringen vil nå længere over 5 overfladen 2, når frekvensen af bærebølgen er lavere og afstanden mellem antenneenheden 6 og jorden aftager. Nøjagtigheden af den vandrette og lodrette polarisering andrager ± 3e i anvendelsesfeltet.35 The relationship described above is caused by the ground surface, if the carrier frequency being sufficiently low, acts as a flat conductive plate. An electric field component 7 of the carrier has a vertical direction, while a magnetic field component 8 has a horizontal direction. The polarization will reach beyond the surface 2 when the frequency of the carrier is lower and the distance between the antenna unit 6 and the ground decreases. The accuracy of the horizontal and vertical polarization is ± 3e in the field of application.

Antenneenheden 6 er af en specielt enkel og 10 prisbillig type, f.eks. en enkelt tråd. Der gøres ikke som i konventionelle systemer brug af en stabiliseret platform, på hvilken antenneenheden er fastgjort. Antenneenheden vil derfor til stadighed skifte orientering som følge af skibets rullebevægelse. Endvidere er 15 antenneenheden uegnet til udsendelse af polariserede bærebølger og har den fordel, at længden af antenneenheden kan være begrænset. I dette tilfælde udgør antenneenheden 6 en kommunikationsantenne, der allerede er til stede på skibet.The antenna unit 6 is of a particularly simple and inexpensive type, e.g. a single thread. As in conventional systems, a stabilized platform on which the antenna unit is mounted is not made. The antenna unit will therefore constantly change orientation as a result of the ship's rolling motion. Furthermore, the antenna unit is unsuitable for transmitting polarized carriers and has the advantage that the length of the antenna unit may be limited. In this case, the antenna unit 6 constitutes a communication antenna already present on the ship.

20 I fig. 1 antages det yderligere, at genstanden 1, der fungerer som et projektil, er blevet affyret for at ramme målet 9. Målets kurs spores fra jorden ved hjælp af sporeorganer 10. Til dette formål kan der f.eks. gøres brug af en enkelt-impulsradar/sporer, 25 der arbejder i K-båndet, eller af et impuls-laser-sporeorgan, der arbejder i det fjerne infrarøde område.In FIG. 1, it is further assumed that the object 1, which acts as a projectile, has been fired to hit the target 9. The target's course is traced from the ground by tracers 10. For this purpose e.g. For example, a single-pulse radar / tracker 25 operating in the K band or a pulse laser tracker operating in the far infrared region is used.

Projektilet l's kurs kan spores ved hjælp af sammenlignelige målsporeorganer 11. En computer 12 bestemmer på grundlag af målpositionerne, der er bestemt 30 og leveret af målsporeorganet 10, og på grundlag af projektilpositionerne, der bestemmes og leveres af målsporeorganet 11, hvilken kurskorrektion af projektilet der om overhovedet nogen er påkrævet. For at opnå en vilkårlig kurskorrektion er projektilet udstyret med 35 gasudladningsenheder 13. Da projektilet drejer om sin akse, skal gasudladningsenheden for at opnå en kurskor- 7 DK PR 172492 B1 rektion aktiveres, når projektilet er i den rigtige stilling.The course of the projectile 1 can be tracked by comparable target tracking means 11. A computer 12 determines, on the basis of the target positions determined 30 and provided by the target track means 10, and on the basis of the projectile positions determined and supplied by the target track means 11, which course correction of the projectile. if at all anyone is required. To achieve any course correction, the projectile is equipped with 35 gas discharge units 13. As the projectile rotates about its axis, the gas discharge unit must be activated when the projectile is in the correct position to achieve a course correction.

For at bestemme den rigtige stilling geres der brug af bærebølgerne, der udsendes ved hjælp af sender-5 enheden 4 og antenneenheden 6. Computeren 12 bestemmer den påkrævede vinkeldrejningsstilling øg af projektilet, hvor en gaseksplosion skal optræde, i forhold til det polariserede elektromagnetiske feltmønster for bærebølgerne ved projektilet.To determine the correct position, the carrier emitted by the transmitter unit 4 and the antenna unit 6 is used. The computer 12 determines the required angular rotation position of the projectile where a gas explosion should occur, relative to the polarized electromagnetic field pattern of the the carriers at the projectile.

10 Ifølge opfindelsen er bestemmelse af denne værdi <J>g uafhængig af den øjeblikkelige position og orientering af antenneenheden i forhold til jordoverfladen.According to the invention, determining this value <J> g is independent of the instantaneous position and orientation of the antenna unit relative to the ground surface.

Dette medfører, at det ikke er nødvendigt at korrigere for skibets bevægelser. Dette gør det muligt, at an-15 bringe antenneenheden 6 direkte på skibet, idet behovet for en stabiliseret platform undgås. Den beregnede værdi <t>g sendes ved hjælp af senderen 14. Denne sender gør brug af antenneenheden 6. En modtager 15, der er indeholdt i projektilet, modtager ved hjælp af 20 et modtageantenneorgan 16 værdien <t>g, der sendes af senderen 14. Den modtagne værdi øg leveres til en kom-parator 18 over en linie 17. Et modtagesystem 19, der forsynes med antennesignalerne fra to retningsantenner, der er indeholdt i modtageantenneorganerne 16, 25 bestemmer den øjeblikkelige stilling øm(t) af projektilet i forhold til det elektromagnetiske felt ved modtageantenneorganerne. Den øjeblikkelige værdi øm(t) bestemmes i forhold til jordoverfladen, fordi den elektriske feltkomposant 7 af bærebølgen har en lodret 30 retning, og den magnetiske feltkomposant 8 har en vandret retning. Den øjeblikkelige værdi øm(t) leveres til en komparator 18 over en linie 20. Når betingelsen øm(t) * øg er tilfredsstillet, leverer kompara-toren 18 et signal S til aktivering af gasudladnings-35 enhederne 13. I dette øjeblik foretages en kurskorrektion. Derefter kan hele processen gentages, hvis en anden kurskorrektion kræves.This means that there is no need to correct for the ship's movements. This allows the antenna unit 6 to be placed directly on the ship, avoiding the need for a stabilized platform. The calculated value <t> g is transmitted by transmitter 14. This transmitter uses the antenna unit 6. A receiver 15 contained in the projectile receives by means of 20 a receiving antenna means 16 the value <t> g sent by the transmitter 14. The received value increase is delivered to a comparator 18 over a line 17. A receiving system 19 provided with the antenna signals from two directional antennas contained in the receiving antenna means 16, 25 determines the instantaneous position of the projectile relative to to the electromagnetic field at the receiving antenna means. The instantaneous value s / t (t) is determined relative to the ground surface because the electric field component 7 of the carrier has a vertical 30 direction and the magnetic field component 8 has a horizontal direction. The instant value saddle (t) is delivered to a comparator 18 over a line 20. When the saddle (s) * condition is satisfied, the comparator 18 provides a signal S to activate the gas discharge units 13. At this moment, a course correction. Then the whole process can be repeated if another course correction is required.

8 DK PR 172492 B18 DK PR 172492 B1

Fig. 2 og fig. 3 viser to vinkelret på hinanden anbragte retningsantenner 21 og 22, der danner en del af modtageantenneorganet 16. Modtageantenneorga-net kan omfatte B-felt- eller E-felt-antenner. Det er 5 også muligt at anvende en E-felt- og en B-felt-antenne, der ikke er vinkelrette på hinanden og fortrinsvis er anbragt parallelle. Hvis der anvendes to B-felt-antenner {som vist i fig. 2) detekteres et elektromagnetisk felts magnetiske feltkomposanter "b. Hvis der an-10 vendes to E-feltantenner (som i fig. 3), detekteres et elektromagnetisk felts elektriske feltkomposant *E. Hvis der anvendes en B-felt- og en E-felt-antenne, detekteres en sub-komposant af feltkomposanten É og en sub-komposant af felt-komposanten B. Idet feltkomposanterne 15 E og B er forbundet ved hjælp af den såkaldte Maxwell-ligning, er det tilstrækkeligt at måle i det mindste en af komposanterne "S eller B eller en sub-komposant af komposanten E og en sub-komposant af komposanten B.FIG. 2 and FIG. 3 shows two perpendicularly arranged directional antennas 21 and 22 forming part of the receiving antenna means 16. The receiving antenna means may comprise B-field or E-field antennas. It is also possible to use an E-field and a B-field antenna which are not perpendicular to each other and are preferably arranged in parallel. If two B-field antennas are used {as shown in FIG. 2) the magnetic field components of an electromagnetic field are detected "b. If two E-field antennas are used (as in FIG. 3), the electric field component of an electromagnetic field * E is detected. If a B-field and an E-field are used. field antenna, a sub-component of the field component É and a sub-component of the field component B. As the field components 15 E and B are connected by the so-called Maxwell equation, it is sufficient to measure at least one of the the components "S or B or a sub-component of the component E and a sub-component of the component B.

Til måling afΈ-(sub)komposanten kan der anvendes 20 en sløjfeantenne, medens der til måling af E-(sub)komposanten kan anvendes en dipolantenne.For measuring the Έ (sub) component, a loop antenna can be used, while for measuring the E (sub) component a dipole antenna can be used.

Et x,y,z-koordinatsystem er koblet til sløjfeantennen i fig. 2. Udbredelsesretningen v for projektilet er parallel med z-aksen. Den magnetiske feltkom-25 posant B, der udsendes af senderen 14, har en størrelse og retning B(r0) på sløjfeantennens plads. Her er 70 vektoren med senderenheden 4 som begyndelsespunkt og x,y,z-koordinatsystemets begyndelsespunkt som endepunkt. Som reference til bestemmelse af projekti-30 lets vinkeldrejningsstilling anvendes vinklen <t>m(t) mellem x-aksen og feltkomposanten B. Dette medfører, at <j>m(t) repræsenterer vinklen mellem x-aksen og jordoverfladen. Den magnetiske feltkomposant B(rQ) kan opløses i en komposant B(r0)// (parallel med z-aksen) og en 35 komposant B(70)j_ (vinkelret på z-aksen), se fig. 4. Kun komposanten Bfr^^ kan frembringe en induktionsspænding 9 DK PR 172492 B1 i de to sløjfeantenner. For området på begge sider af skibet er B(rQ) altid parallel med jordoverfladen. Kun størrelsen af B(r0) ændrer sig som funktion af r0, men dette er ikke af betydning for positionsbestemmelse.An x, y, z coordinate system is coupled to the loop antenna of FIG. 2. The direction of propagation v of the projectile is parallel to the z axis. The magnetic field component B emitted by transmitter 14 has a magnitude and direction B (r0) in the loop antenna space. Here is the 70 vector with the transmitter unit 4 as the starting point and the x, y, z coordinate system starting point as the end point. As a reference for determining the angle of rotation of the projection, the angle <t> m (t) is used between the x-axis and the field component B. This causes <j> m (t) to represent the angle between the x-axis and the ground surface. The magnetic field component B (rQ) can be dissolved in a component B (r0) // (parallel to the z axis) and a component B (70) j_ (perpendicular to the z axis), see FIG. 4. Only the component Bfr ^^ can produce an induction voltage 9 in the two loop antennas. For the area on both sides of the ship, B (rQ) is always parallel to the ground surface. Only the magnitude of B (r0) changes as a function of r0, but this is not of importance for position determination.

5 Fig. 5 viser skematisk modtagesystemet 19. IFIG. 5 schematically shows the receiving system 19. I

udførelsesformen for systemet 19 i fig. 5 antages det, at senderen udsender et elektromagnetisk felt bestående af en polariseret bærebølge med frekvensen ω0.the embodiment of the system 19 of FIG. 5, it is assumed that the transmitter emits an electromagnetic field consisting of a polarized carrier with the frequency ω0.

Den magnetiske feltkomposant B^(~0) kan bestemmes som 10 _ _ ΥΓ·> _ B. (r ) - (s sin u t>·, hvor ~—Z— " · 1 ° ιγνThe magnetic field component B ^ (~ 0) can be determined as 10 _ _ ΥΓ ·> _ B. (r) - (s sin u t> ·, where ~ —Z— "· 1 ° ιγν

Den magnetiske fluks Φ21 gennem sløjfeantennen 15 21 kan bestemmes som Φ21 * (a sin «0t).S.cos 4>m(t) (2) I denne formel er S lig med sløjfeantenne 21's areal.The magnetic flux Φ21 through the loop antenna 15 21 can be determined as Φ21 * (a sin «0t) .S.cos 4> m (t) (2) In this formula, S is equal to the area of the loop antenna 21.

2020

Den magnetiske fluks $22 gennem sløjfeantennen 22 kan bestemmes som: Φ22 - (a sin co0t).S.sin <t>m(t) (3) 25The magnetic flux $ 22 through the loop antenna 22 can be determined as: Φ22 - (a sin co0t) .S.sin <t> m (t) (3) 25

Induktionsspændingen i sløjfeantennen 21 er nu lig med: V. . · *« -«(» w CO« ω t).S.cos · (t) +· ina^ at o o n 30 *·.The induction voltage in the loop antenna 21 is now equal to: V.. · * «-« (»w CO« ω t) .S.cos · (t) + · ina ^ at o o n 30 * ·.

«· -<(* sin fa>oO .S.sin ^(t). <*)«· - <(* sin fa> oO .S.sin ^ (t). <*)

Her er ε en konstant, der er afhængig af de anvendte sløjfeantenner 21, 22. Eftersom projektilets 35 drejningshastighed DK PR 172492 B1 d, 10 er meget mindre end vinkelfrekvensen ω0, kan det tilnærmes at: vind21 s 'ε<3 ωο cos »0t)Wo(t).S.cos 4>m(t) = 5 = {A cos «0t).cos ♦m(t) (5)Here, ε is a constant that depends on the loop antennas 21, 22. Since the rotational speed of the projectile 35 PR 102492 B1 d, 10 is much less than the angular frequency ω0, it can be approximated that: wind21 s' ε <3 ωο cos »0t ) Wo (t) .S.cos 4> m (t) = 5 = {A cos «0t) .cos ♦ m (t) (5)

Tilsvarende for sløj feantennen 22: vind = (A cos 4>m(t) (6) u mm 10Similarly for loop antenna 22: wind = (A cos 4> m (t) (6) u mm 10

Det følger af formlerne (5) og (6) at: ’lad tan · <t> - =-— (7) 15 ^m(t) kan således bestemmes med en usikkerhed på 100°. For at eliminere usikkerheden på 180* kan der udføres en såkaldt prøvekurskorrektion. Her antages det, at 4>m(t) er kendt. Senderenheden 4 frembringer en vær-2® di <t>g, hvor der udføres en kurskorrektion. Til dette formål sendes værdien Φ5 ved hjælp af senderen 14.It follows from formulas (5) and (6) that: 'let tan · <t> - = -— (7) 15 µm (t) can thus be determined with an uncertainty of 100 °. In order to eliminate the uncertainty of 180 *, a so-called trial course correction can be performed. Here it is assumed that 4> m (t) is known. The transmitter unit 4 produces a weather-2® di <t> g where a course correction is performed. For this purpose, the value Φ5 is transmitted by means of the transmitter 14.

Hvis projektilet som resultat heraf udfører en kurskorrektion, kan målsporeorganerne 10, 11 anvendes til at bestemme, om korrektionen udføres i retningen <J>g eller 25 i retningen φ„ + 180°. Derefter kan den rigtige kurs-korrektion udføres.If, as a result, the projectile performs a course correction, the target tracking means 10, 11 can be used to determine whether the correction is performed in the direction <J> g or 25 in the direction φ „+ 180 °. Then the correct course correction can be performed.

Det er imidlertid også muligt, at fjerne 180° unøjagtigheden uden af udføre en prøvekurskurrektion.However, it is also possible to remove the 180 ° inaccuracy without performing a trial course correction.

Til dette formål sender senderen 14 en elektromagne-tisk bølge E, hvor E(t) * G(t) cos oj^t hvor G(t) = D.(l - β cos («gt)).For this purpose, transmitter 14 transmits an electromagnetic wave E, where E (t) * G (t) cos oj ^ t where G (t) = D. (l - β cos («gt)).

I denne formel er D en konstant og 0 modulationsdybden, således at 0 < β < 1. Endvidere gælder ω1>>ω0· Ifølge denne udførelsesform er frekvensen frekvensmoduleretIn this formula, D is a constant and 0 is the modulation depth such that 0 <β <1. Furthermore, ω1 >> ω0 applies. · According to this embodiment, the frequency is frequency modulated.

IIII

DK PR 172492 B1 til at indeholde information vedrørende 4>g. Den elektromagnetiske bølge moduleres derfor med cos co0t og indeholder således faseinformation om signalet, der sendes af antenneenheden 6. Modtageantenneorganet 16 er 5 forsynet med en antenne 23 til modtagelse af signalet E(t). Antennen 23 er koblet til en referenceenhed 24, der frembringer et referencesignal Uref ud fra det modtagne signal E(t), hvor 10 uref = c cos wot· (0)DK PR 172492 B1 to contain information regarding 4> g. Therefore, the electromagnetic wave is modulated by cos co0t and thus contains phase information about the signal transmitted by the antenna unit 6. The receiving antenna means 16 is provided with an antenna 23 for receiving the signal E (t). The antenna 23 is coupled to a reference unit 24 which produces a reference signal Uref from the received signal E (t), where 10 uref = c cos wot · (0)

Her er C en konstant, der afhænger af den specielle udførelse af referenceenheden 24. Uref-signalet leveres til blandere 26 og 27 over linjen 25.Here, C is a constant that depends on the particular design of reference unit 24. The Uref signal is supplied to mixers 26 and 27 over line 25.

15 Signalet vind21(f) feres også til blanderen 26 over en linie 28.The signal wind 21 (f) is also fed to the mixer 26 over a line 28.

Udgangssignalet fra blanderen 26 føres til lavpasfilteret 30 over en linie 29. Udgangssignalet U30(t) fra lavpasfilteret 30 (frekvenskomposanten 20 ^ —SK er lig med: dt ; U30Ct> " 22 CO* *a(t) (9> 2e På fuld analog måde føres signalet vin(j (t) til blanderen 27 over linien 31. Udgangssignalet fra blanderen 27 føres til et lavpasfllter 33 over linien 32. Udgangssignalet U33(t) fra lavpasfilteret 33 3Q er lig med: U33Ct) - & tin *B(t) (10)The output of mixer 26 is passed to low pass filter 30 over a line 29. Output signal U30 (t) from low pass filter 30 (frequency component 20 ^ - SC is equal to: dt; U30Ct> "22 CO * * a (t) (9> 2e On full analogously, the signal wine (j (t) is fed to mixer 27 over line 31. Output signal from mixer 27 is passed to a low pass filter 33 over line 32. Output signal U33 (t) from low pass filter 33 3Q is equal to: U33Ct) - & tin * B (t) (10)

Ud fra formel (9) og (10) og for et givet U30(t) 32 og U33(t) er det enkelt at bestemme 4>m(t). Hertil sendes signalerne U30(t) og U33(t) til en trigonometrisk enhed 36 over linierne 34 og 35. Som svar på disse 12 DK PR 172492 B1 signaler frembringer den trigonometriske enhed 36 <l>m(t). Den trigonometriske enhed 36 kan f.eks. fungere som en tabelopslagsenhed. Det er også muligt, at lade den trigonometriske enhed fungere som en computer 5 til frembringelse af <J>m(t) via en særlig algoritme.From formulas (9) and (10) and for a given U30 (t) 32 and U33 (t) it is easy to determine 4> m (t). To this end, signals U30 (t) and U33 (t) are sent to a trigonometric unit 36 over lines 34 and 35. In response to these 12 signals, the trigonometric unit 36 produces <l> m (t). The trigonometric unit 36 may e.g. act as a table lookup device. It is also possible to allow the trigonometric unit to function as a computer 5 to generate <J> m (t) via a special algorithm.

Fig. 6 viser en udførelsesform for referenceenheden 24. Antennesignalet E(t) leveres til et bånd-pasfilter 38 over en linie 37. Båndpasfilteret 38 lader kun signaler med en frekvens på ca. passere.FIG. 6 shows an embodiment of the reference unit 24. The antenna signal E (t) is supplied to a band-pass filter 38 over a line 37. The band-pass filter 38 only emits signals with a frequency of approx. pass by.

10 Signalet B(t) vil derfor ikke slippes igennem. Signalet E(t) leveres derefter til en AM-demodulator 40 over en linie 39 for, at opnå Uref på linien 25. Referenceenheden kan desuden være forsynet med en FM-demodula-tor 41 og en bit-demodulator 42. I dette tilfælde 15 anvendes signalet E(t) også som en informationskanal. Informationen er FM-moduleret og sendes via signalet E(t). Dette muliggør, at den krævede vinkel <t>g, efter hvilken korrektion af projektilet skal udføres, modtages, FM-demoduleres og bit-demoduleres fra signalet 20 E(t). I dette tilfælde er modtageren 15 i fig. 1 ikke påkrævet, idet referenceenheden 24 selv bestemmer 4>g.10 The signal B (t) will therefore not be transmitted. The signal E (t) is then supplied to an AM demodulator 40 over a line 39 to obtain Uref on line 25. The reference unit may furthermore be provided with an FM demodulator 41 and a bit demodulator 42. In this case, 15 the signal E (t) is also used as an information channel. The information is FM-modulated and transmitted via the signal E (t). This allows the required angle <t> g, after which the projectile correction is to be performed, to be received, FM demodulated and bit demodulated from signal 20 E (t). In this case, the receiver 15 of FIG. 1 not required, with the reference unit 24 itself determining 4> g.

Fig. 7 viser en speciel udførelsesform for referenceenheden 24. Ifølge denne udførelsesform er antennen 23's opgave erstattet af de to antenner 21 og 25 22. Til dette formål er referencekredsløbet 24 for synet med to båndpasfiltre 38A og 38B, der har samme funktion som båndpasfilteret 38 i fig. 6. Udgangssignalet fra båndpasfilteret 38B leveres til en 90· faseforskydningsenhed 43. udgangssignalet fra fasefor-30 skydningsenheden 43 leveres over en linie 44 til en summeringsenhed 46. Som følge af 90* faseforskyd ningsenheden 43 vil signalerne, når de lægges sammen, supplere hinanden, og der vil blive opnået et udgangssignal, der har konstant amplitude. (Det ses umiddel-35 bart, at på linien 45 vil det resulterende signal antage formen Kcos(4>m)cos(c»)0t) , hvor K er signal- 13 DK PR 172492 B1 amplituden, og på linien 44 antager det resulterende signal formen Ksin(<t>m)cos(a)ot+90#). Ved addition af disse to signaler fås Kcos(<t>m)cos(ci)0t)-Ksin(4>m)sin{o0t) =Kcos(a>0t+(|>m) , hvilket er et signal med konstant 5 amplitude.)FIG. 7 shows a particular embodiment of the reference unit 24. According to this embodiment, the task of the antenna 23 is replaced by the two antennas 21 and 25 22. For this purpose, the reference circuit 24 for the sight with two bandpass filters 38A and 38B having the same function as the bandpass filter 38 in FIG. . 6. The output of the bandpass filter 38B is supplied to a 90 · phase shift unit 43. the output of the phase shift unit 43 is supplied over a line 44 to a summing unit 46. As a result of the 90 * phase shift unit 43, when added, the signals complement each other. and an output signal having constant amplitude will be obtained. (It is immediately seen that on line 45, the resulting signal will take the form Kcos (4> m) cos (c ») 0t), where K is the signal amplitude, and on line 44 it assumes resulting signal form Ksin (<t> m) cos (a) ot + 90 #). By adding these two signals, Kcos (<t> m) cos (ci) 0t) -Ksin (4> m) sin {o0t) = Kcos (a> 0t + (|> m), which is a constant 5 signal) amplitude.)

Udgangssignalet fra summeringsenheden 46 er lig med signalet på linien 39 som beskrevet i fig. 6. Udgangssignalet fra summeringsenheden 46 behandles ved hjælp af en AM-demodulator 40, en FM-demodulator 10 41 og en bit-demodulator 42 på samme måde som beskrevet i fig. 6.The output of the summing unit 46 is equal to the signal on line 39 as described in FIG. 6. The output of the summing unit 46 is processed by an AM demodulator 40, an FM demodulator 10 41 and a bit demodulator 42 in the same manner as described in FIG. 6th

I fig. 2 er retningsantennerne vist som to sløjfeantenner. Det er imidlertid også muligt, at anvende to vinkelret på hinanden anbragte dipolantenner.In FIG. 2, the directional antennas are shown as two loop antennas. However, it is also possible to use two dipole antennas perpendicular to each other.

15 I dette tilfælde måles E-feltet i stedet for B-feltet af det elektromagnetiske felt. Da E-feltet er vinkelret på jordoverfladen, måles projektilets vinkeldrejnings-stilling direkte i forhold til jordoverfladen. Dipolantennerne er fortrinsvis anbragt vinkelret på de tidli-20 gere sløjfeantenners overflade, se fig. 3.In this case, instead of the B field, the E field is measured by the electromagnetic field. Since the E field is perpendicular to the ground surface, the angle of rotation of the projectile is measured directly with respect to the ground surface. The dipole antennas are preferably arranged perpendicular to the surface of the former loop antennas, see FIG. Third

Fig. 3 viser foruden B-feltet også E-feltet. I dette tilfælde fungerer E-feltet i stedet for B-feltet som vist i fig. 2 som reference for måling af projektilets øjeblikkelige vinkelstilling φ'm(t). En første di-25 polantenne er til dette formål anbragt parallel med x-aksen, medens en anden dipolantenne er anbragt parallel med y-aksen.FIG. 3, in addition to the B field, also shows the E field. In this case, instead of the B field, as shown in FIG. 2 as a reference for measuring the instantaneous angular position of the projectile φ'm (t). For this purpose, a first dipole antenna is arranged parallel to the x axis, while a second dipole antenna is arranged parallel to the y axis.

E-feltet ved dipolantennen er beskrevet ved ~É(z0), fig. 3. E-feltet kan opdeles i to komposanter 30 £(r0)// og E(r0)jL som vist i fig. 8. Kun Ef^)^-kompo- santen vil frembringe en spænding i dipolantennen.The E field at the dipole antenna is described by ~ É (z0), FIG. 3. The E field can be divided into two components 30 £ (r0) // and E (r0) jL as shown in FIG. 8. Only the Ef ^) ^ component will produce a voltage in the dipole antenna.

E(r0)jL-feltkomposanten kan udtrykkes ved: Έ(r0)i = a'cos co0t e (11) 35 14 DK PR 172492 B1 *<Vi hvor · - —-The E (r0) jL field component can be expressed by: Έ (r0) i = a'cos co0t e (11) 35 14 DK PR 172492 B1 * <Vi where · - —-

IECVjJIECVjJ

Spændingen V-2i i dipolantennen parallel med x-5 aksen er lig med: v 1 21 - Ε(γ0)χ cos 4>'m(t).hx (13) hvor hx er længden af dipolantennen, og φ'm(t) 10 er vinklen mellem x-aksen og Ε(γ0)^. Denne vinkel er lig med vinklen mellem x-aksen og E(r0). På fuldt analog måde er spændingen v22 i dipolantennen langs y-aksen lig med: 15 V’22 - Ε(?0)χ sin φ·m(t).hy (14) hvor hy er længden af dipolantennen langs y-aksen. Kombinering af formlerne (11), (13) og (14) giver: 20 v*21 = a' hx cos wo^,cos Φ'ιη^Ι (15) V'22 = b' hy cos co0t.sin Φ'm(t) (16) 25 Helt analogt med beskrivelsen til formlerne (12) og (13) kan vinklen <Js'm(t) bestemmes ud fra formlerne (15) og (16) ved hjælp af referencesignalet i formel (Θ). Projektilets øjeblikkelige stilling i forhold til jordoverfladen bestemmes således, fordi E-feltet er 30 vinkelret på jordoverfladen.The voltage V-2i in the dipole antenna parallel to the x-5 axis is equal to: v 1 21 - Ε (γ0) χ cos 4> 'm (t) .hx (13) where hx is the length of the dipole antenna, and φ'm ( t) 10 is the angle between the x-axis and Ε (γ0) ^. This angle is equal to the angle between the x-axis and E (r0). In a fully analogous manner, the voltage v22 in the dipole antenna along the y axis is equal to: 15 V'22 - Ε (? 0) χ sin φ · m (t) .hy (14) where hy is the length of the dipole antenna along the y axis. Combining formulas (11), (13) and (14) gives: 20 v * 21 = a 'hx cos wo ^, cos Φ'ιη ^ Ι (15) V'22 = b' hy cos co0t.sin Φ ' m (t) (16) 25 Quite analogous to the description of formulas (12) and (13), the angle <Js (m) can be determined from formulas (15) and (16) by the reference signal of formula (Θ) . The instantaneous position of the projectile relative to the ground surface is thus determined because the E field is 30 perpendicular to the ground surface.

En speciel udførelsesform for dipolantennen er vist i fig. 9. Projektilet 47 i fig. 9 er forsynet med to par finner 4ΘΑ, 48B, 49A og 49B. Finnerne 48A, 48B er ligesom finnerne 49A, 49B anbragt forskudt 180* 35 fra hinanden, medens finnerne 48A og 49A på den ene side og 48B og 49B på den anden side er anbragt vinkelret på hinanden. Finnerne 48A og 48B danner tilsammen en 15 DK PR 172492 B1 første dipolantenne 21 og finnerne 49A og 49B danner en anden dipolantenne 22 vinkelret på dipolantennen 21. I dette tilfælde fungerer finnerne altså som en antenne til modtagelse af datasignalet. Signalerne V’21, 5 V' 22* ♦,m(t), uref °9 Φς kan bestemmes ved hjælp af finnerne som beskrevet ovenfor for fig. 7. Det er klart, at det ikke er nødvendigt at anbringe dipolantennerne, sløjfeantennerne og/eller finnerne vinkelret på hinanden. Endvidere kan der med henblik på overbe-10 stemthed anvendes mere end to antenner. Således kan f.eks. 6 finner være fastgjort forskudt 60® fra hinanden.A particular embodiment of the dipole antenna is shown in FIG. 9. The projectile 47 of FIG. 9 is provided with two pairs of fins 4ΘΑ, 48B, 49A and 49B. The fins 48A, 48B, like the fins 49A, 49B, are spaced 180 * 35 apart, while the fins 48A and 49A on one side and 48B and 49B on the other are perpendicular to each other. The fins 48A and 48B together form a first dipole antenna 21 and the fins 49A and 49B form a second dipole antenna 22 perpendicular to the dipole antenna 21. In this case, the fins thus function as an antenna for receiving the data signal. The signals V'21, 5V '22 * ♦, m (t), oF ° 9Φ can be determined by the fins as described above for FIG. 7. Obviously, it is not necessary to place the dipole antennas, loop antennas and / or fins perpendicular to each other. Furthermore, for the sake of overconfidence, more than two antennas can be used. Thus, e.g. 6 fins are fixed offset 60® apart.

Hvis der anvendes en dipolantenne og en sløjfeantenne, der ikke er anbragt vinkelret på hinanden, kan 15 genstandens øjeblikkelige vinkeldrejningsstilling også bestemmes. Hvis en dipolantenne 21 er parallel med en sløjfeantenne 22 (parallel med x-aksen), gælder på helt analog måde som ovenfor beskrevet: 20 V’21 * a' hx cos a0t.cos <J>'m(t) (17) vind22 * A cos »ot-cos Φιη^> (18)If a dipole antenna and a loop antenna that are not perpendicular to each other are used, the instantaneous angular position of the object can also be determined. If a dipole antenna 21 is parallel to a loop antenna 22 (parallel to the x-axis), apply in a completely analogous manner as described above: 20 V'21 * a 'hx cos a0t.cos <J>' m (t) (17) vind22 * A cos »ot-cos Φιη ^> (18)

Da E og B er vinkelrette på hinanden gælder: 25 <t>’m(t) = 90* - <Dm(t) (19)Since E and B are perpendicular to each other: 25 <t> 'm (t) = 90 * - <Dm (t) (19)

Substituering af (19) i (17) giver: 30 V'21 * a' hx cos w0(t) sin <t>m(t) (20)Substituting (19) into (17) gives: 30 V'21 * a 'hx cos w0 (t) sin <t> m (t) (20)

Det vil være klart, at værdien af <J>m(t) kan bestemmes på grundlag af formlerne (20) og (18) som ovenfor beskrevet, idet a',hx og A også er kendt.It will be understood that the value of <J> m (t) can be determined on the basis of formulas (20) and (18) as described above, with α ', hx and A also being known.

35 En alternativ metode til bestemmelse af vinkel drejningsstillingen angår udsendelse af to overlej rede 16 DK PR 172492 B1 faselåste og upolariserede bærebølger. Den magnetiske felt-situation i dette tilfælde er som vist i fig. 4.35 An alternative method of determining the angle of rotation relates to the transmission of two superimposed and unpolarized carriers. The magnetic field situation in this case is as shown in FIG. 4th

En første bærebølge har en frekvens ηωσ' og den anden bærebølge har en frekvens (η+1)ω0', hvor n = 5 1,2.....A first carrier has a frequency ηωσ 'and the second carrier has a frequency (η + 1) ω0' where n = 5 1.2 .....

Den magnetiske feltkomposant B^(r0) kan udtrykkes som:The magnetic field component B1 (r0) can be expressed as:

Bj,(r0) - (a sin ni»0't = b sin(n+l)u0' .t)e, 10 icVi hvor · - -Bj, (r0) - (a sin ni »0't = b sin (n + l) u0 '.t) e, 10 icVi where · - -

Den magnetiske fluks *2i gennem sløjfeantennen 15 21 kan udtrykkes som: ®2i s (a sin nto0't + b sin(n+l)oa0't) .O.cos (21) hvor O er sløjfeantennen 21's overflade.The magnetic flux * 2i through the loop antenna 15 21 can be expressed as: ®2i s (a sin nto0't + b sin (n + l) oa0't) .O.cos (21) where O is the surface of the loop antenna 21.

2020

Den magnetiske fluks *22 gennem sløjfeantennen 22 udtrykkes ved: *22 * (a sin no>0't + b sin(n+l) co011) .O.sin Φm(t) (22) 25The magnetic flux * 22 through the loop antenna 22 is expressed by: * 22 * (a sin no> 0't + b sin (n + l) co011) .O.sin Φm (t) (22) 25

Induktionsspændingen i sløjfeantennen 21 er nu y. , - -t ¥ -« (i ηω ' cos nu ’t + b(n+l)w ' co*<n+l)w ind2l dt o o o o cos φ (c) +· -«(» sin n« *t + b *in(n+l)w ’t).0.The induction voltage in the loop antenna 21 is now γ. , - -t ¥ - «(i ηω 'cos now' t + b (n + l) w 'co * <n + l) w ind2l dt oooo cos φ (c) + · -« (»sin n« * t + b * in (n + l) w 't) .0.

30 o o du cos ua(t) . (23) hvor ε er en konstant, der afhænger af de an-35 vendte sløjfeantenner 21 og 22. ^30 o o u cos ua (t). (23) where ε is a constant that depends on the loop antennas used 21 and 22. ^

Imidlertid er projektilets drejningshastighed meget lavere end vinkelfrekvensen ω, således at det kan 17 DK PR 172492 B1 tilnærmes, at vind21 “ -E(a ™0'cos nw0't + b(n+l)a>0'cos(n+l)a>0't) .0. cos Φ^) 5 * (A cos nooQ't + B cos(n+l)»0't.cos (t) (24)However, the rotational speed of the projectile is much lower than the angular frequency ω, so that it can be approximated that the wind 21 "-E (a ™ 0'cos nw0't + b (n + l) a> 0'cos (n + l) a> 0't) .0. cos Φ ^) 5 * (A cos nooQ't + B cos (n + l) »0't.cos (t) (24)

Analogt gælder for sløjfeantennen 22: vind22 <A cos + B cos(n+l)«0't) .sin Φπ,ίt) (25) 10 I modtagesystemet 19 (fig. 5) leveres induktionsspændinger vin(j og vind til referenceenheden 24. 21 22Analogously applies to loop antenna 22: wind22 <A cos + B cos (n + l) «0't) .sin Φπ, ίt) (25) 10 In the receiving system 19 (Fig. 5), induction voltages are supplied with wine (j and wind to the reference unit). 24. 21 22

Referenceenheden frembringer ved hjælp af signals lerne Vin(j og vind et referencesignal vref, der er 21 22 lig med: vref * c cos ηωο'** (26) 20 Hvor C er en kontstant, der er afhængig af den specielle udførelsesform for referenceenheden 24. En mulig udførselsform for en sådan referenceenhed er beskrevet med henvisning til fig. 10.The reference unit generates by means of the signals the clay Vin (j and obtains a reference signal vref which is 21 22 equal to: vref * c cos ηωο '** (26) 20 where C is a constant which is dependent on the particular embodiment of the reference unit 24. A possible embodiment of such a reference unit is described with reference to Figure 10.

Signalet vref leveres til blanderne 26 og 27 25 ( fig. 5) via linjen 25. Signalet Vin<a21(t) leveres og så til blanderen 26 via linjen 28. Udgangssignalet fra blanderen 26 sendes via linjen 29 til et lavpas-filter 30. udgangssignalet U30(t) fra lavpasfilteret 30 (komposanten med frekvensen er lig med: 30 dt * σ30(Ο - co* **<*> <27> På helt analog måde leveres signalet Vin<J22(t:) til blanderen 27 via linjen 31. Udgangssignalet fra 35 blanderen 27 leveres til et lavpasf ilter 33 via en linje 32. Udgangssignalet U33(t) fra lavpasfilteret 18 DK PR 172492 B1 33 er lig med: U33(t> " 2^ *in <28) 5 Som før nævnt bestemmes <t>m{t) let ud fra form lerne (27) og (28) ved et givet U30(t) og U33(t).The signal vref is delivered to mixers 26 and 27 (Fig. 5) via line 25. The signal Vin <a21 (t) is delivered and then to mixer 26 via line 28. Output signal from mixer 26 is sent via line 29 to a low pass filter 30. the output signal U30 (t) from the low pass filter 30 (the component with the frequency is equal to: 30 dt * σ30 (Ο - co * ** <*> <27> In a completely analogous manner, the signal Vin <J22 (t :) is supplied to the mixer 27 via line 31. The output of the mixer 27 is supplied to a low-pass filter 33 via a line 32. The output signal U33 (t) from the low-pass filter 18 is equal to: U33 (t> "2 ^ * in <28) 5 As before mentioned, <t> m {t) is readily determined from formulas (27) and (28) at a given U30 (t) and U33 (t).

En mulig udførelsesform for referenceenheden 24, der finder anvendelse, når der udsendes to overlej -rede og faselåste bærebølger, er vist i fig. 10. Refe-10 renceenheden 24 består af en subreferenceenhed 50 og en faselåst sløjfeenhed 51. Subreferenceenheden 50 frembringer ud fra vind (t) og vind (t) et signal: 21 22 °r.f' ’ “ eo* “o'*· 15A possible embodiment of the reference unit 24 that is applicable when transmitting two superimposed and phase-locked carriers is shown in FIG. 10. The reference unit 24 consists of a sub-reference unit 50 and a phase-locked loop unit 51. The sub-reference unit 50 produces a signal from wind (t) and wind (t): 21 22 ° r.f '' "eo *" o '* · 15

Den faselåste sløjfeenhed 51 frembringer ved hjælp af signalet Uref' det ovennævnte signal °r.f ' “ “» "“o’«· 20The phase-locked loop unit 51 generates, by means of the signal Uref, the above signal ° r.f '"" "" "o'" · 20

Subreferenceenheden 50 er forsynet med to kvadreringsenheder 52 og 53, der kvadrerer signalerne henholsvis vlnd2i(t) og vind22<t).The sub-reference unit 50 is provided with two quadrants 52 and 53 that square the signals vlnd2i (t) and wind22 <t), respectively.

Kvadreringsenheden 52 frembringer derfor sig- 25 nalet: U52(t) » v2ind21<t> = A2sin2<frm( t) (½ + fccos 2no»0't) + + AB sin2<t>m(t) (V4cos «Q't + ^os(2n+l)Q0't) + + B2sin2<t>m( t) (½ + %cos(2n+2 )«0' t) (29) 30 medens kvadreringsenheden 53 frembringer signalet U53(t) = ν2ΐΐΗ322^) = A2cos2<t>rø( t) (H + fccos 2ηω0' t) + + AB cos2<t>m(t) (VScos oa0't + Hcos(2n+l )ω0' t) + 35 + B2sin24>m{ t) (½ + fccos (2n+2 )ω0' t) (30) 19 DK PR 172492 B1The squared unit 52 therefore generates the signal: U52 (t) »v2ind21 <t> = A2sin2 <frm (t) (½ + fccos 2no» 0't) + + AB sin2 <t> m (t) (V4cos «Q t + ^ os (2n + l) Q0't) + + B2sin2 <t> m (t) (½ +% cos (2n + 2) «0 't) (29) 30 while the squared unit 53 produces the signal U53 ( t) = ν2ΐΐΗ322 ^) = A2cos2 <t> rø (t) (H + fccos 2ηω0 't) + + AB cos2 <t> m (t) (VScos oa0't + Hcos (2n + l) ω0' t) + 35 + B2sin24> m {t) (½ + fccos (2n + 2) ω0 't) (30) 19 DK PR 172492 B1

Udgangssignalerne fra kvadreringsenhederne 52 og 53 leveres over linjer henholdsvis 54 og 55 til båndpasfiltre henholdsvis 56 og 57. Båndpasfiltrene 56 og 57 lader kun signaler med et frekvenssignal lig 5 med, eller i hovedsagen lig med, co0 passere. Båndpas-filteret 56 viser derfor ved udgangen signalet U56{t) AB sin2<t>m( t) .%cos <a0't (31) <fp (t) * 10 Også i formel (31) antages det at —B_,K< , dt o ’ På helt analog måde viser båndpasfilteret 57 ved udgangen signalet (se formel (30)).The output signals of the quadrants 52 and 53 are supplied over lines 54 and 55, respectively, for bandpass filters 56 and 57. The bandpass filters 56 and 57 only pass signals with a frequency signal equal to, or substantially equal to, co0. Therefore, the bandpass filter 56 at the output shows the signal U56 {t) AB sin2 <t> m (t).% Cos <a0't (31) <fp (t) * 10 Also in formula (31) it is assumed that —B_ , K <, dt o 'In an analogous manner, the bandpass filter 57 at the output shows the signal (see formula (30)).

15 U57(t) * AB cos2<t>m(t) .Hcos a>0’t (32)U57 (t) * AB cos2 <t> m (t) .Hcos a> 0 not (32)

Signalerne U56(t) og U57(t) leveres via linier henholdsvis gg 0g 59 til en summeringsenhed 60 til opnåelse af sumsignalet, for hvilket (se formel 31 og 20 32): 0rif’<*> - ·„(«> - f eo. „e't CM)The signals U56 (t) and U57 (t) are supplied via lines respectively gg 0g 59 to a summing unit 60 to obtain the sum signal, for which (see formulas 31 and 20 32): 0rif '<*> - · „(«> - f eo. "e't CM)

Signalet Uref’(t) sendes til den faselåste sløj-25 feenhed 51 over linjen 61. Enheden 51’s indgangssignal Uref'(t) føres til en blander 62 over linjen 61.The signal Uref '(t) is sent to the phase-locked loop unit 51 over line 61. The input signal Uref' (t) is fed to a mixer 62 over line 61.

Lad det antages, at det andet indgangssignal til blanderen 62, udgangssignalet U63(t) fra båndpasfilteret 63, der kun lader signaler med en frekvens lig med, 30 eller i hovedsagen lig med, ω0' passere, og som leveres til blanderen 62 over linjen 64, har formen: U63(t) D cos cot (34) 35 hvor D er en tilfældig konstant. Udgangssignalet fra blanderen 62 vil da have formen: 20 DK PR 172492 B1Assume that the second input signal for the mixer 62, the output signal U63 (t) of the bandpass filter 63, which passes only signals with a frequency equal to, 30 or substantially equal to, ω0 ', and which is supplied to the mixer 62 over the line 64, has the form: U63 (t) D cos cot (34) 35 where D is a random constant. The output of mixer 62 will then be of the form: 20 DK PR 172492 B1

Ugj(t) - eo· wt eo* “o'* (35)Ugj (t) - eo · wt eo * “o '* (35)

Signalet U62(t) leveres til et sløjfefilter 66 over en linie 65. Sløjfefilteret 66 har et udgangs-5 signal u66(t), der er lig med: U66(t) » E.(ω0· - ω) (36) hvor E er en konstant, der er afhængig af det 10 anvendte filter. Signalet U66(t) leveres til en vco-enhed 68 over en linie 67. VC0-enheden 68 frembringer et udgangssignal, for hvilket gælder: U68(t) * K cos(co0" + k Ε(ωα' - <a))t (37) 15 I denne formel er ω0", k og K konstanter, hvor ω0" = ω0’η. Signalet U68(t) leveres til en frekvensdeler (n) 70 over en linie 69. Udgangssignalet fra fre- 20 kvensdeleren kan udtrykkes som:The signal U62 (t) is supplied to a loop filter 66 over a line 65. The loop filter 66 has an output signal u66 (t) equal to: U66 (t) »E. (ω0 · - ω) (36) where E is a constant that depends on the filter used. The signal U66 (t) is supplied to a vco unit 68 over a line 67. The VC0 unit 68 produces an output signal, which applies to: U68 (t) * K cos (co0 "+ k Ε (ωα '- <a)) t (37) 15 In this formula, ω0 ", k and K are constants where ω0" = ω0'η. The signal U68 (t) is supplied to a frequency divider (n) 70 over a line 69. The output of the frequency divider can be is expressed as:

kEKE

U70(t) * K cos(o>0' + η (ω01 - ω))t (38)U70 (t) * K cos (o> 0 '+ η (ω01 - ω)) t (38)

Udgangssignalet u70(leveres over en linie 71 til båndpasfilteret 63, der lader signaler med en frekvens lig med, eller i hovedsagen lig med o)q 1 passere.The output signal u70 (supplied over a line 71 to the bandpass filter 63 which lets signals with a frequency equal to, or substantially equal to o) q 1 pass.

Js£js £

Hvis a (ω01 - ω) << ω0', vil udgangssignalet 30 fra båndpasfilteret 63 være U63(t) = K cos(ωσ1 + kE (ωσ' - ω))t (39) nIf a (ω01 - ω) << ω0 ', the output signal 30 from the bandpass filter 63 will be U63 (t) = K cos (ωσ1 + kE (ωσ' - ω)) t (39) n

Sammenligning af formel (39) med formel (34) vi-35 ser, at D = Κ;ω=ω0'. Det er således bevist, at for ud-Comparing formula (39) with formula (34) we see that D = Κ; ω = ω0 '. Thus, it has been proven that

Claims

21 DK PR 172492 B1 the signal from the vco unit 68 (see formula 37) applies as follows: vref * υ6β <*> = K cos n w0't (40) 5 using vref, <t> m (t) can be calculated with consideration of the soil surface as described above. 10 PATENT REQUIREMENTS

A system for determining the angular rotation position of an object (1) rotating about an axis with respect to the earth's surface, said system comprising a transmitting unit (4) and an antenna unit (6) for transmission of carriers, a directional receiving antenna means ( 16) attached to the object (1) and a receiver (15) coupled to the receiving antenna means (16) for processing the received carriers for determining the angular position of the object in relation to a polarization direction of the wave waves down an ambiguity of 180 ', characterized in that the carrier frequency is chosen such that the polarization direction is at least substantially perpendicular to the earth's surface, substantially independent of the position and orientation of the antenna unit (6).

System according to claim i, characterized in that the carrier frequency is of the order of 50 kHz.

System according to claim 1, characterized in that the antenna unit (6) is mechanically coupled to a vessel.

System according to claim 3, characterized in that the vessel is a ship.

System according to claim 3 or 4, characterized in that the antenna unit (6) is practically rigidly connected to the vessel. 22 DK PR 172492 B1

System according to claim 3 or 4, characterized in that the antenna unit (6) is provided with a mobile and flexible wire.

System according to claim 3 or 4, wherein the vessel 5 is provided with a communication system comprising a communication transmitting and receiving antenna, characterized in that the communication antenna also functions as the antenna unit (6).