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Verfahren zur Erzeugung einer digitalen Anzeige des Peilergebnisses
eines Peilers Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer digitalen
Anzeige des Peilergebnisses eines Peilers, wobei gemäß diesem Verfahren zwei gleichfrequente
Wechselspannungen, deren Phasendifferenz ein Maß für den Einfallswinkel darstellt,
dazu benutzt werden, von einer Gleichspannungsquelle bzw. einem Zählimpulsgenerator
einen Spannungsimpuls oder eine Impulsfolge abzuleiten, dessen bzw. deren Länge
von der Einfallsrichtung abhängt und die Länge des Spannungsimpulses bzw. die Zahl
der Impulse der Impulsfolge mit Hilfe an sich bekannter Meßgeräte mit digitaler
Anzeige bestimmt wird.
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Ein derartiges Verfahren zur Erzeugung einer digitalen Anzeige des
Peilergebnisses ist in der deutschen Patentschrift 958 209 für einen Peiler beschrieben,
bei dem an das Peilantennensystem (z.B. einAdcock) ein dauernd umlaufendes Peilgoniometer
angeschlossen ist, dessen Ausgangsspannung mit der Umlauffrequenz des Goniometers
moduliert ist. Die Phasenlage der durch Gleichrichtung erhaltenen Modulationsschwingung
gegenüber einer gleichfrequenten Bezugsschwingung ist ein Maß des Einfallswinkels.
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Diese beiden gleichfrequenten Spannungen werden dann dazu benutzt,
um von einem Zählimpulsgenerator eine Impulsfolge abzuleiten, deren Länge von der
Einfallsrichtung abhängt. Die Impulszahl wird dann mit Hilfe eines Meßgerätes mit
digitaler Anzeige bestimmt.
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Bekanntlich liefert ein Zweikanalpeiler auf einer Anzeigeröhre einen
Peilstrich, dessen Lage gegenüber einer Bezugsrichtung ein Maß für den Einfallswinkel
ist. Es ist von Interesse, auch bei derartigen Peilern neben dieser oder an Stelle
dieser Anzeige das Peilergebnis als digitalen Wert vorliegen zu haben. Es ist zur
Lösung dieser Aufgabe bereits ein Verfahren bekannt, durch welches man eine digitale
Anzeige des Peilwinkels eines Zweikanalpeilers erhält. Bei diesem bekannten Verfahren
rotiert vor der Anzeigeröhre eine Scheibe mit radialemAbtastschlitz, und hinter
dieser Scheibe ist eine Fotozelle angeordnet. Durch diese Fotozelle wird der Bildschirm
abgetastet, und es wird eine Impulsfolge erzeugt, deren Impulszahl von der Lage
des Peilstrichs gegenüber einerBezugsrichtung abhängt. Diese Impulsfolge kann leicht
fernübertragen werden. Durch Zählung der Impulszahl der Impulsfolge mit einem digitalen
Zähler kann man das Peilergebnis in digitaler Anzeige erhalten.
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Das oben erläuterte bekannte Umwandlungsverfahren für den Zweikanalpeiler
ist jedoch umständlich, denn es benötigt eine sich vor dem Anzeigeschirm drehende
Scheibe sowie eine elektrische An-
ordnung zur Erzeugung einer Impulsfolge, deren
Impulszahl durch die Abtastung mit der Fotozelle gesteuert wird.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, für den
Zweikanalpeiler ein Verfahren zu schaffen, das im Ergebnis eine digitale Anzeige
liefert, das jedoch keine Abtasteinrichtung benötigt.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch Anwendung des eingangs beschriebenen
Verfahrens bei Peilern nach dem Watson-Watt-Prinzip in der Weise, daß aus den beiden
gleichfrequenten Ausgangsspannungen Ut cos os cos ot und Ui sin os cos co t (os
= Einfallswinkel, cv, = Kreisfrequenz der beiden Spannungen, U1 eine der Feldstärke
proportionale Größe oder eine Konstante) des Peilers dadurch eine gegenüber einer
gleichfrequenten Bezugsspannung in der Phase entsprechend dem Einfallswinkel a phasenverschobene
Spannung erzeugt wird, daß die beiden Ausgangsspannungen des Peilers in zwei um
900 in der Phase verschobene Spannungen U2 cos a cos (w2t + ,) und U2 sin oç cos
((ort + 2) umgewandelt werden, wobei ç 2 g?, = 900 und U2 eine Konstante ist, daß
aus diesen phasenverschobenen Spannungen die Summe oder Differenz gebildet wird
und daß diese Summen-bzw. Differenzspannung sowie die gleichfrequente Bezugsspannung
ähnlich dem eingangs beschriebenen Verfahren zur Bildung der Impulsfolge bzw. des
Spannungsimpulses herangezogen werden. Gemäß der Erfindung werden die Ausgangsspannungen
der beiden Kanäle eines Zweikanalpeilers also derart umgeformt, daß das aus der
deutschen Patentschrift bekannte Anzeigeverfahren eingesetzt werden kann.
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Die Erfindung beruht auf folgenden theoretischen Überlegungen: Wie
oben bereits ausgeführt, lauten die mathematischen Ausdrücke für die beiden Ausgangsspannungen
des Zweikanalpeilers wie folgt: U1 cos as cos csj t und Ut sin a cos calt Hierbei
ist cot die zwischenfrequente Kreisfrequenz
oder die an die Anzeigeröhre
gelangende Kreisfrequenz des Peilers. Verschiebt man nun die an zweiter Stelle genannte
Spannung um 900 in der Phase, so erhält man für die beiden Spannungen: U1 cos es
cos m1t U1 sina sin w,t Durch Addition dieser beiden Spannungen ergibt sich folgender
Spannungsausdruck: U1 cos(w1t-a) Man erhält aus diesem Spannungsausdruck das Peilergebnis
in an sich bekannter Weise durch Messung der Phasenverschiebung der oben aufgeführten
Spannungssumme gegenüber einer Bezugsspannung.
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Die Phasenmessung läßt sich beispielsweise dadurch durchführen, daß
man durch die Summen- bzw. Differenzspannung in einem bestimmten Schwingungszustand,
beispielswiese beim positiven Nulldurchgang, ein Tor öffnen läßt und durch die Spannung
aus dem Bezugsgenerator im gleichen Schwingungszustand dieses Tor wieder schließt.
Die Öffnungszeit des Tores entspricht der Phasenverschiebung a, d. h., die Öffnungszeit
des Tores ist vom Einfallswinkel abhängig, im vorliegenden Fall proportional dem
Einfallswinkel. An dieses Tor kann eine Gleichspannungsquelle angeschaltet sein.
In diesem Fall erhält man am Torausgang einen Spannungsimpuls, dessen Länge ein
Maß für den Einfallswinkel ist. Nach Integration dieses Spannungsimpulses kann man
den Einfallswinkel als digitales Meßergebnis dadurch erhalten, daß man die Größe
der integrierten Spannung mit Hilfe eines digitalen Röhrenvoltmeters bestimmt.
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Ist dagegen an den Eingang der Torschaltung ein Zählimpulsgenerator
angeschaltet, dann erhält man am Ausgang der Torschaltung eine Impulsfolge, deren
Impulszahl vom Einfallswinkel a abhängt. Die Impulszahl kann mit Hilfe eines Zählers
mit digitaler Anzeige bestimmt werden. Der auf dem Zähler angezeigte Wert ist ein
Maß für den Einfallswinkel.
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Die Verwendung einer Impulsfolge hat den Vorteil, daß man das Peilergebnis
leichter fernübertrageß kann. Zur Einsparung von Bandbreite des Ubertragungskanals
ist es sinnvoll, die Impulsfolge in ein Schieberegister einzuspeichem und dieses
Schieberegister für die Fernübertragung langsam abzufragen.
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Oben wurde angenommen, daß die beiden Ausgangsspannungen des Zweikanalpeilers
um 900 gegeneinander in der Phase verschoben werden. Dies setzt allerdings voraus,
daß die beiden Empfangskanäle des Zweikanalpeilers keine Phasenverschiebung zwischen
den beiden Spannungen verursachen.
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An diese Voraussetzung ist man dann nicht gebunden, wenn man die Ausgangssignale
des Zweikanalpeilers gleichrichtet und mit den gleichgerichteten Signalen zwei um
900 in der Phase gegeneinander verschobene Spannungen amplitudenmoduliert. Bei dieser
Ausführungsform benutzt man vorzugsweise niederfrequente Spannungen. Die beiden
phasenverschobenen und amplitudenmodulierten Spannungen werden dann wieder, wie
beschrieben, addiert.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Meßergebnis nur dann
geliefert, wenn ein Eingangssignal vorhanden ist, denn nur ein aus den empfangenen
Signalen abgeleitetes Signal kann die Torschaltung öffnen und damit eine Messung
auslösen.
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Bei Verwendung einer Impulsfolge, deren Impulszahl zur Bestimmung
der Einfallsrichtung ausgezählt
wird, hängt die Genauigkeit des Meßergebnisses von
der Frequenz des Zählimpulsgenerators ab. Sorgt man beispielsweise dafür, daß während
einer vollen Periode der Bezugsspannung 360 Zählimpulse in den Zähler einlaufen,
dann erhält man eine Anzeige in Schritten von 1O.Verzehnfacht man diese Impulszahl,
dann wird die Anzeigegenauigkeit um den Faktor 10 erhöht.
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An Hand des Ausführungsbeispiels der Zeichnung soll die Erfindung
näher erläutert werden. Der an sich bekannte Peiler gemäß dem Wattson-Watt-Prinzip
umfaßt die beiden Rahmenantennen 1 und 2, die Peilkanäle 3 und 4 und die Anzeigeröhre
5, auf der in bekannter Weise die Einfallsrichtung als Peilstrich angezeigt wird.
Zusätzlich werden die Ausgangssignale der Peilkanäle noch Gleichrichtern 6 und 7
zugeführt. Mit den Ausgangsgleichspannungen dieser Peilkanäle werden in den Gliedern
8 und 9 zwei um 900 in der Phase gegeneinander verschobene Spannungen amplitudenmoduliert.
Diese beiden Spannungen werden vom Bezugsgenerator 10 abgeleitet, wobei die dem
Modulationsglied 9 zugeleitete Spannung im Glied 11 noch um 900 in der Phase verschoben
wird.
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Vorzugsweise ist die Ausgangsspannung des Bezugsgenerators 10 eine
niederfrequente Spannung. Aus den Ausgangsspannungen der Modulationsglieder 8 und
9 wird im Glied 12 die Summe gebildet. Im Glied 13 wird diese Summenspannung begrenzt
und beispielsweise beim positiven Nulldurchgang einTriggerimpuls erzeugt. Dieser
Impuls wird dazu benutzt, ein Tor 14 zu öffnen. Das Glied 15 entspricht dem Glied
13. In diesem Glied wird aus der Bezugsspannung ebenfalls beim positiven Nulldurchgang
ein Triggerimpuls gewonnen, der dazu benutzt wird, das Tor 14 wieder zu schließen.
An den Eingang des Tores ist ein Zählimpulsgeneratorl6 angeschaltet. Am Ausgang
des Tores erhält man dann eine Impulsfolge, deren Impulszahl vom Einfallswinkel
a abhängig ist.
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Die Anzahl der Impulse wird im Zähler 17 bestimmt, und das Ergebnis
wird in digitaler Form zur Anzeige gebracht. Der Zählerl7 kann auch abgesetzt sein.
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Man kann am Zähler 17 somit die Einfallsrichtung als digitales Meßergebnis
entnehmen.