DE1183556B - UEberlagerungsempfaenger fuer ein Hyperbelnavigationssystem - Google Patents

UEberlagerungsempfaenger fuer ein Hyperbelnavigationssystem

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DE1183556B
DE1183556B DEN24142A DEN0024142A DE1183556B DE 1183556 B DE1183556 B DE 1183556B DE N24142 A DEN24142 A DE N24142A DE N0024142 A DEN0024142 A DE N0024142A DE 1183556 B DE1183556 B DE 1183556B
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DE
Germany
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frequency
phase
navigation system
demodulators
signals
Prior art date
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Pending
Application number
DEN24142A
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English (en)
Inventor
Dipl-Ing Shuichi Takahashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Radio Co Ltd
Original Assignee
Japan Radio Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Japan Radio Co Ltd filed Critical Japan Radio Co Ltd
Publication of DE1183556B publication Critical patent/DE1183556B/de
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S1/00Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
    • G01S1/02Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using radio waves
    • G01S1/08Systems for determining direction or position line
    • G01S1/20Systems for determining direction or position line using a comparison of transit time of synchronised signals transmitted from non-directional antennas or antenna systems spaced apart, i.e. path-difference systems
    • G01S1/30Systems for determining direction or position line using a comparison of transit time of synchronised signals transmitted from non-directional antennas or antenna systems spaced apart, i.e. path-difference systems the synchronised signals being continuous waves or intermittent trains of continuous waves, the intermittency not being for the purpose of determining direction or position line and the transit times being compared by measuring the phase difference

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Description

  • Überlagerungsempfänger für ein Hyperbelnavigationssystem Die Erfindung betrifft einen tJberlagerungsempfänger für ein Hyperbelnavigationssystem, bei welchem von drei an vorgegebenen Orten gelegenen Sendestellen aus jeweils verschiedenen hochfrequenten Wellen aufmodulierte Signale einer vorgegebenen gemeinsamen Frequenz Jo mit vorgegebener, vorzugsweise gleicher Phasenlage ausgestrahlt werden und bei welchem empfangsseitig zur Ortsbestimmung der Empfangsstelle im Schnittpunkt zweier hyperbelförmiger Navigationsstandlinien unter Verwendung den einzelnen Sendestellen zugeordneter, auf entsprechende unterschiedliche Mittenfrequenzen abgestimmter Zwischenfrequenzverstärker und daran angeschlossener Demodulatoren die Phasendifferenzen von jeweils zwei der auf Grund der Signallaufzeiten zwischen den Sendestellen und der Empfangsstelle auftretenden Phasenänderungen der Signale bestimmt werden. Ein derartiges Funknavigationssystem ist beispielsweise unter der Bezeichnung »Decca-Navigationssystem« bekannt.
  • Fig. 1 zeigt im Blockschaltbild einen zum Empfang und zur Auswertung der Aussendungen eines derartigen Navigationss;ystems geeigneten bekannten Funknavigationsempfängers, wobei vorausgesetzt ist, daß bei diesem Funknavigationssystem sendeseitig drei Sendestellen an vorgegebenen Orten vorgesehen sind und daß von diesen Sendestellen, die mit M-Stelle, R-Stelle und G-Stelle bezeichnet seien, voneinander unterscheidbare Trägerfrequenzen JM, JR bzw. Ja ausgestrahlt werden, welche mit einer vorgegebenen gemeinsamen Frequenz moduliert sind, wobei die Phasen der Modulationsfrequenzen an den einzelnen Sendestellen miteinander synchronisiert sind. Diese Aussendungen werden in der Empfangsstelle gemäß F 1 g. 1 mittels der Empfangsantenne 1 aufgenommen und den auf die unterschiedlichen Trägerfrequenzen abgestimmten Empfängern 2, 3 bzw. 4 zugeführt. Hierbei ist der Empfänger 2 auf die Frequenz JM, der Empfänger 3 auf die Frequenz und der Empfänger4 auf die Frequenzf, abgestimmt.
  • Die an den Ausgängen dieser Empfänger auftretenden demodulierten Signale mit der Frequenz werden mittels der Phasenmesser 5 bzw. 6 phasenmäßig ausgewertet, indem die Phasendifferenzen von jeweils zwei der auf Grund der Signallaufzeiten zwischen den Sendestellen und der Empfangsstelle auftretenden Phasenänderungen der Signale mit der Frequenz bestimmt werden.
  • Als sehr nachteilig hat sich bei dem bekannten Funknavigationsempfänger nach F i g. 1 und ähnlichen Empfängern herausgestellt, daß bei relativ großen Empfängerhandbreiten in den Empfän- gern 2; 3 und 4 ein für die Praxis oft zu grfes Rauschen auftritt, was zumindest die Meßgenauigkeit beeinträchtigt oder in vielen Fällen bei zu geringer Empfangsfeldatärke der Signale eine Ortsbestimmung überhaupt unmöglich macht. Wählt man dagegen die jeweilige Bandlireite nicht größer, als angenähert der Frequenz 1o entspricht, so treten innerhalb der Emp fänger Phasenfehler der Signale auf, die die MelJ-ergebnisse unzulässig stark verfälschen können.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen nach dem Überlagerungsprinzip arbeitenden Funknavigationsempfänger für ein Hyperbelnavigationssystem anzugeben, bei welchem die erwähnten Nachteile zumindest stark verringert sind.
  • Die Erfindung betrifft also einen nach dem Uber-1 agerungsprinzip arbeitenden Flmkn;lvitisenzpfänger für ein Hyperbelnavigationssystem, bei welchem von drei an vorgegebenen Orten gelegenen Sende stellen aus jeweils verschiedenen hochfrequenten Wellen aufmodulierte Signale einer vorgegebenen gemeinsamen FrequenzfO mit vorgegebener Phasenlage ausgestrahlt werden und bei welchem empfangsseitig zur Ortsbestimmung der Empfangsstelle im Schnittpunkt zweier hyperbelförmiger Navigation standlinien unter Verwendung den einzelnen Sende stellen zugeordneter, auf entsprechende unterschiedliche Mittenfrequenzen abgestimmter Zwischenfrequenzverstärker und daran angeschlossener Demodulatoren die Phasendifferenzen von jeweils zwei der auf Grund der Signallaufzeiten zwischen den Sendestellen und der Empfangsstelle auftretenden Phasenänderungen der Signale bestimmt werden. Die Erfindung besteht darin, daß die Frequenz des Überlagerungsoszillators mit einer Frequenz f0 + #f moduliert ist (#f sehr klein gegen die Zwischenfrequenzen) und daß die Bandbreiten der Zwischenfrequenzverstärker und Demodulatoren lediglich so groß gewählt sind, daß der Phasenfehler der Frequenz J J an den Ausgängen der Demodulatoren vernachlässigbar ist.
  • Im folgenden seien zur näheren Erläuterung der Erfindung besonders vorteilhafte Ausführungsbeispiele derselben im einzelnen beschrieben.
  • Fig.2 zeigt im Blockschaltbild einen nach dem Überlagernngsprinzip arbeitenden bevorzugten Funknavigationsempfänger nach der Erfindung, dem die von den Sendestellen eines Hyperbelnavigationssystems ausgestrahlten Signale über eine Empfangsantenne 7 zugeführt werden. Die Mittel zur Gewinnung von Zwischenfrequenzen aus den Empfangssignalen, beispielsweise der Sendestelle M (d. h. der M-Stelle), die im wesentlichen aus den Frequenzkomponenten fM, JM + J0 und JM - J0 bestehen, enthalten einen Oszillator 8, der eine Frequenz J0 + Jf abgibt, wobei gemäß einer der Erfindung zugrunde liegenden wesentlichen Erkenntnis die Frequenzdj klein gegen die gewünschten Zwischenfrequenzen gewählt ist. Mit der Bezugsziffer 9 ist ein weiterer Oszillator, der üblicherweise als Lokaloszillator bezeichnet wird, versehen, welcher die Frequenz abgibt, wobei im vorliegenden Ausführungsbelspiel JL größer als die Empfangsträgerfrequenzen gewählt ist.
  • Die Ausgangsfrequenzen der Oszillatoren 8 und 9 werden in einer Mischstufe 10 miteinander überlagert, deren ausgangsseitigen Frequenzkomponenten JL, fL + (f0 + #f) und JL-(f0+AJ) der eigentlichen Empfängermischstufe 11 als Überiagerungsfrequenz zugeführt werden. Die eingangsseitig an den Ausgang der Mischstufe 11 parallel angeschlossenen Zwischenfrequenzverstärker und Demodulatoren 12, 13 und 14 sind auf die Mittenfrequenzen JL - JM, fL - fR bzw. f,-f, abgestimmt. An ihre Ausgänge sind wiederum Phasendifferenzmesser 15 bzw. 16 angeschlossen.
  • Die durch den Zwischenfrequenzverstärker und Demodulator 12, dessen Mittenfrequenz f,- f, ist, verarbeiteten Frequenzkomponenten sind nur die folgenden drei: fL fM > [fL + (f0 + #f)] - (fM + f0) = (fL - fM) + #f und [fL - (f0 + #f)]- (fM - f0)=(fL - fM) - #f.
  • Da im Baustein 12 ein Demodulator vorgesehen ist, kann an dessen Ausgang die Frequenz gewonnen werden, deren Phase gleich der Phase der Modulationsfrequenz J0 der Trägerfrequenz JM ist, wie aus der allgemeinen Modulationstheorie leicht bewiesen werden kann.
  • Analoges trifft auf die Phasen der Ausgangssignale mit der Frequenz df der Bausteine 13 und 14 zu, so daß die von den Phasenmessern 15 und 16 bestimmten Phasendifferenzwerte den Laufzeitunterschieden der Signale zwischen jeweils zwei der Sendestellen und der Empfangsstelle entsprechen, wobei der wesentliche Vorteil auftritt, daß - da die Frequenz Xf durch entsprechende Wahl der Frequenz des Oszillators 8 sehr klein gewählt werden kann - bei dann möglicher nur sehr geringer Bandbreite der Bausteine 12, 13 bzw. 14 und damit geringem Rauschen bzw. großer Empfindlichkeit der jeweilige Phasenfehler der Signale in der Empfangsanlage so gering gehalten werden kann, daß er in der Praxis meist vernachlässigt werden kann und daß im Vergleich zu den beispielsweise mittels der Phasenmesser 5 und 6 beim Empfänger nach F i g. 1 gewonnenen Informationen mit dem erfindungsgemäßen Funknavigationsempfänger eine weitaus höhere Meßgenauigkeit erhalten wird.
  • Der erfindungsgemäße Funknavigationsempfänger ist vorteilhaft auch zur Phasensynchroriisation der Sendesignale des erwähnten Hyperbelnavigationssystems verwendbar. Fig. 3 zeigt im Blockschaltbild ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Sendeanlage. Der Empfangsteil dieser SendeaIllage, der zur Synchronisation erforderlich ist, gleicht im Grundaufbau einem wesentlichen Teil der Empfangs anlage nach F i g. 2, wie durch die gleichen Bezug ziffern an den entsprechenden Bausteinen angedeutet ist. Mit 15' ist hierbei der Phasenmesser zur Bestimmung der Phasendifferenz der Ausgangssignale der Bausteie 12 und 13 bezeichnet. Das dieser Phasen differenz entsprechende Ausgangssignal des Phasenmessers 1S' gelangt über einen Verstärker 16 auf einen Phasenentzerrer17, in welchem die Frequenz des Oszillators 18 phasenrnäßig justiert wird. Der Ausgang des Phasenentzerrers 17 ist mit dem Mob lationsvorgang der tberlagerungsstufe 19 verbunden, welche der Modulation der Frequenz Ja des OszlIlatorf 20 dient. Über einen Senderleistungsversärker 21 ist eine Sendeantenne 22 zur Ausstrahlung der mit der Frequenz fO phasenrichtig modulierten Trägerfrequenz fG angeschlossen.
  • In den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung ist unterstellt, daß von den verscho denen Sendestellen des Hyperbeinavigationssystems unterschiedliche Trägerfrequenzen abgestrahlt werden. Selbstverständlich ist die Erfindung jedoch auch in Verbindung mit einem Zeitmultiplexverfahren vorteilhaft anwendbar, bei dem von allen Sendestellen die gleiche Trägerfrequenz zu verschiedenen Zeiten ausgestrahlt wird. Hierbei sind beispielsweise die Bausteine 12, 13 und 14 beim Ausfuhnmbeispiel der Erfindung nach Fig. 2 in einem Zwischenfrequenzverstärke r und Demodulator zu vereinigen und dessen Ausgangssignale nacheinander entsprechend den vorliegenden Zeitintervallen des Zeitmultiplexverfahrens auf die Phasenmesser 15 bzw. 16 umzuschalten.

Claims (1)

  1. Patentansprüche: 1. Überlagerungsempfänger für ein Hyperbelnavigationssystem, bei welchem von drei an vorgegebenen Orten gelegenen Sendestellen aus jeweils verschie<lenen hochfrequenten Wellen aufmodulierte Signale einer vorgegebenen gemeinsamen Frequenz fO mit vorgegebener Phasenlage ausgestrahlt werden und bei welchem empfangsseitig zur Ortsbestimmung der Empfangsstelle im Schnittpunkt zweier hyleerbelförmiger Navigationsstandlinien unter Verwendung von den einzelnen Sendestellen zugeordneten, auf entsprechende unterschiedliche Mittenfrequenzen abgestimmten Zwischenfrequenzverstärkern und daran angeschlossenen Demodulatoren die Phasendifferenzen von jeweils zwei der auf Grund der Signallaufzeiten zwischen den Sendestellen und der Empfangsstelle auftretenden Phasenänderungen der Signale bestimmt werden> d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß die Frequenz des Überlagerungsoszillators mit einer Frequenz f0 + Zg f moduliert ist (Sf sehr klein gegen die Zwischenfrequenzen) und daß die Bandbreiten der Zwischenfrequenzverstärker und Demodulatoren lediglich so groß gewählt sind, daß der Phasenfehler der Frequenz an den Ausgängen der Demodulatoren vernachlässigbar ist 2. Verwendung des Enipfangers nach Anspruch 1 zur Synchronisation der Moduiationsfrequenz der Trägerfrequenz einer Sendestelle eines Hyperbelnavigationssystems mit derjenigen zweier zugeordneter Sendestellen.
DEN24142A 1963-01-16 1963-12-11 UEberlagerungsempfaenger fuer ein Hyperbelnavigationssystem Pending DE1183556B (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2414733A1 (fr) * 1978-01-12 1979-08-10 Weisser W Procede de navigation et de determination de la position d'un vehicule
EP0033218A1 (de) * 1980-01-29 1981-08-05 British Broadcasting Corporation Sende- und/oder Empfangssystem für Mitteilungen über Rundfunk

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FR2414733A1 (fr) * 1978-01-12 1979-08-10 Weisser W Procede de navigation et de determination de la position d'un vehicule
DE2801142C2 (de) * 1978-01-12 1981-06-19 Werner Ing.(Grad.) 8131 Andechs Weisser Verfahren zur Navigation und Standortbestimmung eines Fahrzeuges
EP0033218A1 (de) * 1980-01-29 1981-08-05 British Broadcasting Corporation Sende- und/oder Empfangssystem für Mitteilungen über Rundfunk

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