DE3434677C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Peilanordnung der im Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art.

Eine derartige Peileinrichtung ist beispielsweise aus der DE-PS 24 27 212 bekannt. Dort ist eine Peilanordnung beschrieben, bei welcher mittels Schaltmitteln und Addi­ tionsgliedern aus den Antennenspannungen zweier gekreuzter Peilantennen und einer ungerichteten Antenne mit gemein­ samen Phasenzentrum eine niederfrequent amplitudenmodu­ lierte Hochfrequenz erzeugt wird, wobei die Phasenlage der niederfrequenten Modulation bezogen auf die Phasenlage einer gleichfrequenten Bezugsspannung ein Maß für den Einfallswinkel einer zu peilenden Welle darstellt. Die niederfrequente Bezugsspannung wird direkt aus dem die Schaltmittel ansteuernden Schalttakt abgeleitet.

Nachteilig an dieser bekannten Anordnung ist die Beschrän­ kung der Antennenanordnung auf eine phasenkonzentrische Kleinbasisanordnung, die keine Berücksichtigung von Feld­ störungen wie beispielsweise durch Sekundärstrahler her­ vorgerufene Verzerrungen von Wellenfronten zuläßt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Peilanordnung der eingangs genannten Art anzugeben, die durch weitgehende Freiheiten bei der Gestaltung der Antennenanordnung eine deutliche Verringerung von durch Feldverzerrungen verursachten Peilfehlern ermöglicht.

Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.

Die erfindungsgemäße Peilanordnung gestaltet eine Bemes­ sung der Antennenanordnung nach Großbasisgesichtspunkten, was gegenüber einer Kleinbasisanordnung in einer deutlichen Verringerung von Peilfehlern in gestörter Umgebung führt. Weiter kann die Antennenanordnung von der bei bekannten Anordnungen im allgemeinen geforderten Symmetrie weit­ gehend abweichen, ohne daß die Funktion beeinträchtigt wird.

Die Erfindung ist nachfolgend an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch veranschaulicht. Dabei zeigt

Fig. 1 die prinzipielle Zusammenfassung der einzelnen Komponenten einer erfindungsgemäßen Peilan­ ordnung

Fig. 2 Einzelheiten der Zusammenschaltung der Einzel­ antennen eines Antennenpaares

Fig. 3 eine Antennenanordnung, die die Störeinflüsse ihrer nächsten Umgebung berücksichtigt

Fig. 4 eine erste Kreisgruppenantennenanordnung

Fig. 5 eine weitere Kreisgruppenantennenanordnung.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung sind acht Einzelantennen A1 bis A8 zu vier Antennenpaaren zusammen­ gefaßt, die alle den gleichen Antennenabstand d aufweisen und azimutal um jeweils 90° gegeneinander versetzt sind. Der Antennenabstand d ist vorzugsweise kleiner als eine halbe Betriebswellenlänge λ. Die beiden Einzelantennen jedes Antennenpaares sind an ein Summe-/Differenzglied 1 angeschlossen, an dessen beiden Ausgängen eine Summen­ spannung S und eine Differenzspannung D abgreifbar sind. Die Summenspannung S und die Differenzspannung D werden bei jedem Antennenpaar in einem Summierglied 2 gleich­ phasig zusammengefaßt. Die Differenzspannung kann bei der Spannungsaddition in Abhängigkeit von der Einfallsrichtung der zu peilenden Welle und von der Ausrichtung des Antennenpaares positives oder negatives Vorzeichen haben, so daß die Ausgangsspannungen P12, P34, P56, P78 der Summierglieder 2 größer oder kleiner als die Summenspan­ nungen S sein können. Wenn die Ausgangsspannungen P12, P34, P56 und P78 über die mit einem niederfrequenten Schalttakt f_T betätigten Schaltmittel 5 nacheinander zyk­ lisch an den Eingang des Empfängers 6 angeschlossen werden, so ergibt sich für die Peilspannung P eine amplitudenmodu­ lierte Hochfrequenzspannung. Die Phasenlage der nieder­ frequenten Amplitudenmodulation bezüglich der Schalter­ stellung der Schaltmittel 5 ist ein Maß für die Einfalls­ richtung der Welle. Um den Modulationsgrad kleiner als 100% zu halten, muß die Summenspannung S betragsmäßig immer größer sein als die Differenzspannung D. Nach Um­ setzung der Peilspannung in eine Zwischenfrequenzanlage ZF und Demodulation im Demodulator 7 wird in einem Phasenver­ gleichsglied 8 die Phasenlage Φ der Amplitudenmodulation bezüglich eines synchron zum Abtasttakt f_T mit der Nieder­ frequenz f_R=¼ f_T vorliegenden Bezugssignals gemessen und als Einfallswinkel angezeigt.

Für die Einrichtungen zur Gewinnung der Ausgangsspannung (z. B. P12) aus den Antennenspannungen der beiden Einzel­ antennen eines Antennenpaares (z. B. A1, A2) zeigen die Fig. 2A und Fig. 2B zwei alternative Ausführungsbeispiele. Gemäß dem Beispiel in Fig. 2A sind die Einzelantennen A1 und A2 an die Eingänge eines als Summe-/Differenzglied eingesetzten 0°/180°-Hybrids 1 angeschlossen. Die Diffe­ renzspannung D ist über ein Amplituden-Dämpfungsglied 4, mittels dessen die Einhaltung des Modulationsgrades <100% gewährleistet werden kann, an einen Eingang eines Summier­ glieds 2 geführt. Zur Erzielung von Gleichphasigkeit von Differenzspannung D und Summenspannung S am Eingang des Summierglieds 2 ist im Signalweg der Summenspannung ein 90°-Phasenverschiebeanordnung 3 angeordnet. Diese bietet durch die Einstellbarkeit der Phasenverschiebung in einem Bereich um 90°C herum die Möglichkeit, geringe Fehler, die durch gegenseitige Verkopplung der Antennen entstehen, auszu­ gleichen.

Wenn der Abstand d der Einzelantennen eines Antennenpaares nicht »λ ist, ist die Summenspannung nicht mehr azimut­ unabhängig und es entstehen Peilfehler. Dabei handelt es sich um systemabhängige Fehler, die vorausberechnet und durch eine nachträgliche Korrektur beseitigt werden können. Diese Fehler lassen sich gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vermeiden, wenn die Summenspannung S ersetzt wird durch die Antennenspannung R einer zusätzlichen Rundstrahlantenne A12 im Phasenzentrum der beiden Einzel­ antennen, die zur Gewinnung der Differenzspannung heran­ gezogen werden (Fig. 2B). Zur Einsparung des 90°-Phasen­ drehgliedes im Signalweg einer der beiden Spannungen D oder R (bzw. S) kann als Summierglied auch ein 0°/90°-Summierglied-Hybrid oder eingesetzt werden (Fig. 2B).

Die unterschiedlich ausgerichteten Verbindungslinien der einzelnen Antennenpaare (bzw. Antennendreiergruppen) unterteilen den zu überwachenden Winkelbereich gleich­ mäßig. Die räumliche Verteilung der einzelnen Antennen­ paare ist dabei weitgehend beliebig und kann daher mit Vorteil an die jeweilige Umgebung angepaßt werden. Eine solche Antennenanordnung zeigt beispielsweise die Fig. 3 als auf einem Flugzeug angeordnete Peilantennen. Die Nullstellen der Differenzdiagramme der einzelnen Antennen­ paare weisen jeweils in Längsrichtung des das jeweilige Antennenpaar tragenden langgestreckten Flugzeugteils, so daß für die Differenzdiagramme der Antennenpaare A1, A2 und A5, A6 die Tragflächen und das Antennenpaares A3, A4 (bzw. A7, A8) der Flugzeugrumpf mit dem Leitwerk weit­ gehend ohne störenden Einfluß bleiben. Die beiden auf dem Rumpf angeordneten Antennen sind in dem dargestellten Beispiel vorteilhafterweise als Antennenpaar A3, A4 und als Antennenpaar A7, A8 mit um 180°C versetzten Verbin­ dungslinien doppelt ausgenutzt. Für den zyklisch suk­ zessiven Anschluß der einzelnen Antennenpaare an den Empfänger gilt die gleiche Reihenfolge wie in Fig. 1.

Die Fig. 4 zeigt eine Kreisgruppen-Antennenanordnung, bei welcher die Antennen A1, A2, A3, A4, A5 und A6 jeweils paarweise (A1 und A2, A2 und A3, A3 und A4, . . ., A6 und A1) in je einem Differenzglied zusammengefaßt sind. Jeweils in den Phasenzentren paarweise zusammengefaßter Antennen sind zusätzliche Rundstrahlenantennen A12, A23, A34, . . ., A61 angeordnet, deren Antennenspannung mit den zugehörigen Differenzspannungen in bereits beschriebener Weise (Fig. 2B) in Summiergliedern phasengleich zusammen­ gefaßt sind. Die Ausgangsspannungen der Summierglieder werden über die Schaltmittel zyklisch sukzessive dem Empfänger zugeführt.

Eine andere Kreisgruppen-Antennenaufstellung mit allen Antennenpaaren gemeinsamen Einrichtungen entsprechend Fig. 2A zur Gewinnung einer Ausgangsspannung aus den Antennenspannungen zweier ein Antennenpaar bildender Einzelantennen ist in Fig. 5 skizziert. Über die nieder­ frequent betätigten Schaltmittel werden hierbei jeweils zwei benachbarte Antennen mit den Eingängen des Summe-/Differenzglieds 1 der Fig. 2A verbunden. Durch zyklisch sukzessives Anschließen der durch benachbarte Antennen gebildeten Antennenpaare A1 und A2, A2 und A3, . . ., A8 und A1 ergibt sich wieder die amplitudenmodulierte Peilspannung.

Zur Erhöhung der Bandbreite der Anordnung können auch nicht direkt benachbarte Einzelantennen zu Antennenpaaren zusammengefaßt werden, beispielsweise in einem oberen Frequenzbereich die Antennen A1 und A2, A2 und A3, . . . und in einem unteren Frequenzbereich die Antennen A1 und A3, A2 und A4, A3 und A5, . . .. Entsprechend dem eingestellten Empfangsfrequenzbereich kann zwischen den beiden Betriebs­ arten umgeschaltet werden. Beim Betrieb im unteren Frequenzbereich kann die Antennenspannung der zwischen zwei zu einem Antennenpaar zusamengefaßten Einzelantennen (z. B. A1 und A3) liegenden Antenne (A2) die Summen­ spannung des Antennenpaars bei der Zusammenfassung im Summierglied 2 ersetzen.

Selbstverständlich kann unter Verzicht auf die Doppelaus­ nutzung der einzelnen Antennen die Anordnung auch dahingehend vereinfacht werden, daß nicht alle Antennenpaare ausgewertet werden, sondern nur die Antennenpaare A1 und A2, A3 und A4, A5 und A6, A7 und A8. Die Antennenauf­ stellungen sind grundsätzlich auch nicht auf die in den Beispielen angeführte Anzahl von Einzelantennen be­ schränkt.

Claims (11)

1. Peilanordnung mit mehreren Einzelantennen mit Ein­ richtungen zum Zusammenfassen von Einzelantennenspannungen und mit durch einen niederfrequenten Schalttakt betätigten Schaltmitteln zur Erzeugung einer niederfrequent amplitu­ denmodulierten Peilspannung am Eingang eines Empfängers, deren Phasenlage bezüglich des Schalttaktes ein Maß für die Einfallsrichtung einer zu peilenden Welle ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einzelantennen (A₁ . . . A₈) als mehrere Antennenpaare mit örtlich getrennten Phasenzentren angeordnet sind, die alle den gleichen Antennenabstand (d) haben und deren Antennen­ verbindungslinien unterschiedlich ausgerichtet sind, daß die beiden Einzelantennen eines jeden Antennenpaares über ein Summe-/Differenzglied (1) zur Bildung einer Summenspannung (S) und einer Differenzspannung (D) aus den Einzelantennenspannungen eines jeden Paares und über Einrichtungen (2, 3, 4) zur gleich­ phasigen Zusammenfassung der Summenspannung (5) oder einer von einer Rundstrahl-Antenne (A₁₂) kommenden Spannung und der Diffe­ renzspannung (D) zu einer Ausgangsspannung (P₁₂ . . . P₇₈) geführt sind, und daß über die Schaltmittel (5) die Ausgangsspannungen (P₁₂ . . . P₇₈) der verschiedenen Antennenpaare zyklisch sukzessive an den Empfänger (6) geschaltet sind.

2. Peilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Einzelantennen eines Antennenpaares kleiner als eine halbe Wellenlänge ist.

3. Peilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Einrichtung zur gleichphasigen Zusammenfassung von Summenspannung (S) und Differenzspannung (D) im Signalweg einer der beiden Spannungen eine 90°-Phasenschieberanordnung (3) und ein Summierglied (2) angeordnet sind (Fig. 2A).

4. Peilanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als Einrichtung zur gleichphasigen Zusammenfassung von Summenspannung (S) und Differenzspannung (D) ein 0°/90°-Summierglied vorgesehen ist (Fig. 2B).

5. Peilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß das Summe-Differenzglied (1) und die Einrichtungen (2, 3, 4) zur Erzeugung der Ausgangsspannung (P₁, . . . P₇₈) aus zwei Einzelantennenspannungen für alle Antennenpaare gemeinsam angeordnet sind und daß die Schaltmittel (5) die verschiedenen Antennenpaare mit ihren Einzelantennen zyklisch sukzessive an die Eingänge des Summe-Differenzgliedes (1) anschließen (Fig. 5).

6. Peilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ge­ kennzeichnet durch ein Amplitudendämpfungsglied (4) im Zuge der Differenzspannung (D).

7. Peilanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelantennen (A₁ . . . A₈) regelmäßig auf dem Umfang eines Kreises angeordnet sind.

8. Peilanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei benachbarte Einzelantennen zu einem Antennenpaar zusammengefaßt sind.

9. Peilanordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Umschaltmöglichkeit zwischen paarweiser Zusammenfassung direkt benachbarter Antennen und paar­ weiser Zusammenfassung weiter auseinanderliegender Antennen gegeben ist.

10. Peilanordnung nach einem der Ansprüche 1, 2, 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zu jedem Antennenpaar eine zusätzliche Mittelantenne als Rundtrahlantenne (A₁₂) vorgesehen ist und daß die Antennenspannung der Mittelantenne an die Stelle der Summenspannung des Antennenpaares tritt (Fig. 4).

11. Peilanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jede Einzelantenne (A₁ . . . A₈) mit der jeweils übernächsten Einzelantenne (A₃ . . .) ein Antennenpaar bildet und die Antennenspannung der zwischen den beiden Einzelantennen (A₁, A₃ . . .) liegenden Einzelantennen (A₂ . . .) als Rundstrahlantenne an die Stelle der Summenspannung tritt.