DE2328720B2

DE2328720B2 - Direction finder

Info

Publication number: DE2328720B2
Application number: DE19732328720
Authority: DE
Inventors: Karl Dr.-Ing. 7900 Ulm Baur
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Telefunken Systemtechnik AG
Priority date: 1973-06-06
Filing date: 1973-06-06
Publication date: 1975-10-02
Also published as: AT349073B; FR2232765A1; CH576151A5; ATA463374A; GB1475414A; FR2232765B1; DE2328720A1; IT1014714B

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur automatischen Peilung von N in einem Frequenzkanal Vorhandenen Wellen.The invention relates to an arrangement for the automatic bearing of N waves present in a frequency channel.

Zur Peilung von N Wellen ist es bekannt, 2 JV Antennen aufzustellen und entweder in einer analogen Rechenmaschine die Peilantennenspannung zu verarbeiten (DT-PS 1142 920) oder die Peilinformation tu digitalisieren und in einer digitalen Rechenma- »chine geeigneten Algorithmen zu unterwerfen (DT-PS 12 48 754).To find N waves, it is known to set up 2 JV antennas and either one in an analog one Calculating machine to process the DF antenna voltage (DT-PS 1142 920) or the DF information do digitize and subject them to suitable algorithms in a digital calculating machine (DT-PS 12 48 754).

Es ist in der Peiltechnik weiterhin bekannt, die Antennenanzahl zu erhöhen, weil redundante Information erlaubt, statistische Einflüsse zu reduzieren (DT-OS 2150 434).It is also known in direction finding technology to increase the number of antennas because of redundant information allows statistical influences to be reduced (DT-OS 2150 434).

Dabei kann sich eine ganz erhebliche Antennenanzahl ergeben, die eine ebensolche Anzahl von Empfängern und sonstigen Einrichtungen nach sich zieht (DT-OS 2007 049).This can result in a very considerable number of antennas, the same number of Recipients and other institutions (DT-OS 2007 049).

Der Aufwand kann also sehr beträchtlich sein. Ein bekannter Weg, um diesen Aufwand zu reduzieren, ist die Einführung von Schaltmitteln, die nach Bedarf die Antennen auswählen, die für die Lösung der Aufgabe am günstigsten sind (DT-OS 1516 876).The effort can therefore be very considerable. A well-known way to reduce this effort is the introduction of switching means that select the antennas as required for the solution of the task are the cheapest (DT-OS 1516 876).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gemäß dem Stand der Technik notwendigen Aufwand weiter zu reduzieren.The invention is based on the object of the expenditure required according to the prior art to further reduce.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein für M < N Wellen ausgelegtes Peilsystem vorgegeben ist und daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, die die Peilinformation tragenden Spannungen der Peilkanäle in mehreren aufeinanderfolgenden Zeitpunkten abtastet und einem Rechner zuführt, der die Interferenzfeldauflösung nach geeigneten vorgegebenen Programmen ausführt und dabei insbesondere die Einfallswinkel der beteiligten Wellen berechnet.This object is achieved according to the invention in that a bearing system designed for M <N waves is specified and that a device is provided which scans the voltages of the bearing channels carrying the bearing information at several successive times and sends them to a computer which executes the interference field resolution according to suitable predetermined programs and in particular calculates the angles of incidence of the waves involved.

Die Erfindung nutzt die Tatsache, daß Interferenzfelder nicht stationär sind, so daß Momentaufnahmen, die in den Veränderungen der Felder angepaßten Zeitabständen aufeinanderfolgen, neue Informationen liefern. Es wird deshalb von der zur Auflösung von JV Wellen normalerweise vorzusehenden Anzahl von Antennen und somit auch allen weiteren Peil-Einrichtungen ein Teil eingespart, und die auf diese Weise verlorengegangene Information ersetzt durch Abtastung der Antenneninformationen, die in den Veränderungen der Felder angepaßten Zeitabständen aufeinanderfolgen.The invention uses the fact that interference fields are not stationary, so that snapshots, the time intervals adjusted in the changes in the fields follow one another, new information deliver. It is therefore used by the number of normally provided for the resolution of JV waves Antennas and thus also all other DF devices saved a part, and those on these Way lost information is replaced by scanning the antenna information stored in the Successive changes in the fields at adapted time intervals.

Die gesamte Informationsmenge kann dann zur Lösungder Peilaufgabe ähnlichen Algorithmen unterworfen werden, wie sie schon für die normale Mehrwellenpeilerei bekannt ist.The entire amount of information can then be subjected to similar algorithms to solve the DF task as it is already known for normal multi-wave direction finding.

Bei der Erfindung ist es oft technologisch und rechentechnisch vorteilhaft, wenn zwischen das Antennensystem und die digitale Aufbereitung der Information eine analoge Vorverarbeitung, die als Informationstransformator oder Informationsfilter wirkt, geschaltet wird.With the invention it is often technologically and computationally advantageous if between the antenna system and the digital processing of the information an analog preprocessing, which acts as an information transformer or information filter acts, is switched.

Die Erfindung erlaubt ferner, für N Wellen ausgelegte Mehrwellenpeilsysteme auf einfache Weise auf eine größere Zahl von Wellen zu erweitern.The invention also allows multi-wave bearing systems designed for N waves to be expanded in a simple manner to a larger number of waves.

Zu diesem Zweck muß lediglich die erfindungsgemäße Vorrichtung vorgesehen werden, die es erlaubt, durch Abtastung der Antenneninformationen in den Veränderungen der Felder angepaßten Zeitabständen die Informationsmenge über die Interferenz zu vermehren.For this purpose, only the device according to the invention has to be provided, which allows by scanning the antenna information in the changes in the fields adapted time intervals to increase the amount of information about the interference.

Als Ausrührungsbeispiel soll ein Zweiwellenfall dienen, zu dessen Behandlung ein gewöhnliches Peilsystem nach dem Watson-Watt-Prinzip für eine Welle benutzt wird.A two-wave case is to be used as an embodiment, for the treatment of which a common bearing system is used is used for a wave according to the Watson-Watt principle.

Für einen Zweiwellenfall gilt bekanntlich:As is well known, the following applies to a two-wave case:

Spannung im RundkanalTension in the round duct

ζ = /I₁ e ""■'⁴^'"¹ + A₂ e"'V ⁺ 'i',
Spannung im Peilkanal ζ = / I ₁ e "" ■ ' ⁴ ^'" ¹ + A ₂ e"'V ⁺ ' i ',
Voltage in the bearing channel

y = A₁ sin «,e"¹"¹' *'"'+ A₂ sin r<₂e'⁽'">'⁺'"\
Spannung im Peilkanal y = A ₁ sin «, e" ¹ " ¹ '*'"'+ A ₂ sin r < ₂ e' ⁽ '">' ⁺ '" \
Voltage in the bearing channel

χ = A_x cos u, e'"■'''⁺ '"' + /I₂ cos «₂ e"¹^^{1 +} "¹, χ = A _x cos u, e '"■''' ⁺ '"' + / I ₂ cos « ₂ e" ¹ ^ ^{1 +} " ¹ ,

Ai, A₁ sind die Amplituden der 2 Wellen, «,, a₂ die Einfallswinkel, o,, n>₂ die Kreisfrequenzen und f/i, '/2 die Phasen. Ai, A ₁ are the amplitudes of the 2 waves, «,, a ₂ the angles of incidence, o ,, n> ₂ the angular frequencies and f / i, '/ 2 the phases.

Zur Zeit ί = 0 wird das erste Mal abgefragt.At time ί = 0 the query is made for the first time.

Zur Zeit t = t₀ wird das zweite Mal abgefragt.The second time t = t ₀ is queried.

Das Abfragen wird z. B. in einer Form gesteuert, wie es in der Abbildung dargestellt ist.The query is z. B. controlled in a form as shown in the figure.

Mit den AbkürzungenWith the abbreviations

wir zur Zeit t = Owe at time t = O

Z₁ = A₁Ji₁ + A₂I)₂., Z ₁ = A ₁ Ji ₁ + A ₂ I) _2. ,

y_t = A₁ sin U₁A₁ + A₂ sin X₁ = A₁ cos U₁ A₁ + A₂ cos «₂ y _t = A ₁ sin U ₁ A ₁ + A ₂ sin X ₁ = A ₁ cos U ₁ A ₁ + A ₂ cos « ₂

und zur Zeit ί = I₀ and at the time ί = I ₀

= e'= e '

Vi 22Vi 22

Vi ViIVi ViI

(6)(6)

In einem Zwischenprozeß sind zuerst noch die Y₁ , y₂ zu bestimmen. Setzt man dazu B₁ = A₁ cos U₁1)₁ In an intermediate process, the Y ₁ , y ₂ must first be determined. If one sets B ₁ = A ₁ cos U ₁ 1) ₁

und B₂ = A₁ sin O₁ ^ und stellt darauf B — β — ¹^ ^αΐ» also eine reelle Zahl, her, so gilt für diese bekanntlich (* bedeutet konjugierkomplex)and B ₂ = A ₁ sin O ₁ ^ and then produces B - β - ¹ ^ ^α ΐ »that is a real number, it is known for this (* means conjugation complex)

Z₂ = /4,0₁ >ί +Z ₂ = / 4.0 ₁ > ί +

y₂ = A₂ sin U₁0₁ Y₁ 4- A₂ sin «₂O₂ y₂, X₂ = ^₁COSa₁O₁Z₁ + y ₂ = A ₂ sin U ₁ 0 ₁ Y ₁ 4- A ₂ sin « ₂ O ₂ y ₂ , X ₂ = ^ ₁ COSa ₁ O ₁ Z ₁ +

oderor

B = B*B = B *

₂₌l _{2 =} l
B₁ Β*'B ₁ Β * '

Dabei sind Z₁, z₂, y_l5 y₂, X₁, X₂ gemessene Spannungsgrößen. Wenn vorliegende Gleichungen im 20 Rechner C aufgelöst werden, ergibt sich für die noch Ausführlich ergibt dies die Beziehung unbekannten Größen:Z ₁ , z ₂ , y ₁₅ y ₂ , X ₁ , X _{2 are} measured voltage values. If the existing equations are solved in the computer C, this results in the relation unknown quantities for the still detailed:

A₁ cos «1 i\ = A ₁ cos «1 i \ =

A_x sin α, t\ = A _x sin α, t \ =

A₂ cos a₂ r>2 ⁼ A ₂ cos a ₂ r> 2 ⁼

^₂ sin (i₂ A₂ ⁼ ^ ₂ sin (i ₂ A ₂ ⁼

X₁ 1X ₁ 1

1 11 1

>Ί Yi > Ί Yi

1 11 1

Vi Yi Vi Yi

1 X₁ 1 X ₁

i "Ti "T

Vi Yi Vi Yi

I .v,I .v,

1 11 1

Vi Yi Vi Yi

1 11 1

Vl V2Vl V2

(D(D

(2)(2)

(3)(3)

(4)(4)

(5)(5)

In diese Gleichung werden die Ausdrücke (1) und (2) eingesetzt.Expressions (1) and (2) are substituted into this equation.

Es ergibt sich dann für γ₂ die quadratische Gleichung The quadratic equation then results for γ ₂

α y\ + ib Y₂ - a* = 0 mit den zwei Lösungen α y \ + ib Y ₂ - a * = 0 with the two solutions

-ib ± I'" 4aa*-b² "la -ib ± I '" 4aa * -b ² " la

undand

a= V₁ x*- a = V ₁ x * -

Mit >'j und γ₂ wird dann in die Ausdrücke (1) bis (6) eingegangen.With>'j and γ ₂ the expressions (1) to (6) are entered.

Aus ihnen lassen sich nun mühelcs die Peil werte O₁, (i₂ ausrechnen. Damit ist die Peilaufgabe für den Zweiwellenfall gelöst.The bearing values O ₁ , (i ₂ can now easily be calculated from them. This solves the bearing task for the two-wave case.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Arrangement for the automatic bearing of

N waves present in a frequency channel, characterized in that a direction finding system designed for M <JV waves is specified and that a device is provided which scans the voltages of the direction finding channels carrying the direction finding information at several successive points in time and sends them to a computer, which the interference field resolution according to suitable executes specified programs and in particular calculates the angles of incidence of the waves involved.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that there is between the antenna system and a device for analog preprocessing is located in the device for scanning.

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the antenna system of the direction finding system and the device for analog preprocessing is designed as a conventional direction finding system are.

4. Arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that the antenna system of the direction finding system and the device for analog preprocessing as Adcock with a Watson-Watt direction finding device is trained.

5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the conventional Part of the direction finding system is supplemented by a conventional display device and the system thus in parallel both for conventional DF operation and for multi-wave bearing can be used.

6. Arrangement according to claim 4 or 5, characterized in that the Watson-Watt direction finding device is completed with a standard viewing device and the Adcock and the multi-shaft direction finder can be operated in parallel.