DE1257898B

DE1257898B - Method for generating a digital display of the bearing result of a direction finder

Info

Publication number: DE1257898B
Application number: DE1965T0029536
Authority: DE
Inventors: Dr Werner Hasselbeck
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1965-10-07
Filing date: 1965-10-07
Publication date: 1968-01-04

Description

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.Method for generating a digital display of the bearing result of a direction finder The invention relates to a method for generating a digital Display of the bearing result of a direction finder, according to this method, two equal frequency AC voltages, the phase difference of which is a measure of the angle of incidence, can be used by a DC voltage source or a counting pulse generator to derive a voltage pulse or a pulse train, its length depends on the direction of incidence and the length of the voltage pulse or the number the pulses of the pulse train with the help of known measuring devices with digital Display is determined.

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. One such method of generating a digital display of the The bearing result is described in German patent specification 958 209 for a direction finder, in the case of the DF antenna system (e.g. an adcock) a continuously rotating DF goniometer is connected, the output voltage of which corresponds to the rotational frequency of the goniometer is modulated. The phase position of the modulation oscillation obtained by rectification compared to a reference oscillation of the same frequency is a measure of the angle of incidence.

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.These two voltages of the same frequency are then used to to derive a pulse train from a counting pulse generator, the length of which depends on the Direction of incidence depends. The number of pulses is then measured using a measuring device digital display determined.

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. As is well known, a two-channel direction finder on a display tube provides one Bearing line whose position in relation to a reference direction is a measure of the angle of incidence is. It is of interest also for such direction finders next to or in place to have the bearing result available as a digital value on this display. It is for Solution to this problem already known a method by which one digital Display of the bearing angle of a two-channel direction finder. In this known method a disk with a radial scanning slit rotates in front of the display tube, and behind it A photocell is arranged on this disc. This photocell becomes the screen scanned, and a pulse train is generated, the pulse number of which depends on the location of the bearing line depends on a reference direction. This pulse train can easily be transmitted remotely. By counting the number of pulses in the pulse train with a digital Counter you can get the bearing result in digital display.

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. The above-mentioned known conversion method for the two-channel divider is cumbersome, however, because it requires a rotating in front of the display screen Disc as well as an electrical order to generate a pulse train whose Number of pulses is controlled by scanning with the photocell.

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. The object underlying the invention is for the Two-channel direction finder a method that results in a digital display supplies, but does not require a scanning device.

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. This problem is solved by applying what was described at the beginning Procedure for direction finders according to the Watson-Watt principle in such a way that from the two output voltages of the same frequency Ut cos os cos ot and Ui sin os cos co t (os = Angle of incidence, cv, = angular frequency of the two voltages, U1 one of the field strengths proportional size or a constant) of the direction finder thereby a compared to a constant frequency reference voltage in phase corresponding to the angle of incidence a phase-shifted Voltage is generated that the two output voltages of the direction finder in two 900 phase shifted voltages U2 cos a cos (w2t +,) and U2 sin oç cos ((ort + 2), where ç 2 g ?, = 900 and U2 is a constant that the sum or difference is formed from these phase-shifted voltages and that this sum or. Differential voltage as well as the reference voltage of the same frequency similar to the method described above for forming the pulse train or the Voltage pulse can be used. According to the invention, the output voltages of the two channels of a two-channel divider so reshaped that the German patent specification known display method can be used.

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. The invention is based on the following theoretical considerations: How already stated above, are the mathematical expressions for the two output voltages of the two-channel divider as follows: U1 cos as cos csj t and Ut sin a cos calt Here cot is the intermediate angular frequency or the one on the display tube reaching angular frequency of the direction finder. If you now move the one named in the second position If the voltage is around 900 in the phase, the following is obtained for the two voltages: U1 cos es cos m1t U1 sina sin w, t Adding these two voltages results in the following Voltage expression: U1 cos (w1t-a) The bearing result is obtained from this voltage expression in a manner known per se by measuring the phase shift of those listed above Voltage sum compared to a reference voltage.

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.The phase measurement can be carried out, for example, in that one by the sum or difference voltage in a certain oscillation state, for example at the positive zero crossing, a gate can be opened and by the voltage this gate closes again from the reference generator in the same oscillation state. The opening time of the gate corresponds to the phase shift a, i.e. i.e. the opening time of the gate depends on the angle of incidence, in the present case proportional to that Angle of incidence. A DC voltage source can be connected to this gate. In this case, a voltage pulse is obtained at the gate output, the length of which is a Measure for the angle of incidence is. After integrating this voltage pulse one can the angle of incidence as a digital measurement result obtained by taking the size the integrated voltage is determined with the aid of a digital tube voltmeter.

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.If, on the other hand, there is a counting pulse generator at the input of the gate circuit switched on, then you get at the output of the gate circuit a pulse train whose The number of pulses depends on the angle of incidence a. The number of pulses can be measured with the help of a counter can be determined with a digital display. The value displayed on the counter is a Measure for the angle of incidence.

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. The use of a pulse train has the advantage that you get the bearing result remotely easier. To save bandwidth of the transmission channel it makes sense to store the pulse train in a shift register and this Slowly interrogate shift register for remote transmission.

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. It was assumed above that the two output voltages of the two-channel divider be shifted in phase by 900 against each other. However, this presupposes that the two receiving channels of the two-channel divider do not have a phase shift between cause the two tensions.

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.You are not bound to this requirement if you use the output signals of the two-channel splitter rectifies and with the rectified signals two around 900 voltages shifted from one another in phase are amplitude-modulated. At this Embodiment one uses preferably low-frequency voltages. The two phase shifted and amplitude modulated voltages are then again how described, added.

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. In the method according to the invention, a measurement result is only then delivered when there is an input signal, because only one out of the received Signals derived from signals can open the gate circuit and thus a measurement trigger.

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. When using a pulse train, determine the number of pulses the direction of incidence counted , the accuracy of the measurement result depends on the frequency of the counting pulse generator. For example, if you make sure that during 360 counting pulses enter the counter for a full period of the reference voltage, then you get a display in steps of 1O. If you ten times this number of pulses, then the display accuracy is increased by a factor of 10.

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. The invention is based on the exemplary embodiment of the drawing are explained in more detail. The well-known direction finder based on the Wattson-Watt principle comprises the two loop antennas 1 and 2, the direction finding channels 3 and 4 and the display tube 5, on which the direction of incidence is indicated as a bearing line in a known manner. In addition, the output signals of the DF channels are also rectifiers 6 and 7 fed. With the output DC voltages of these bearing channels are in the links 8 and 9 amplitude-modulated two voltages shifted by 900 in phase with respect to one another. These two voltages are derived from the reference generator 10, the dem Modulation element 9 applied voltage in element 11 shifted by 900 in phase will.

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.Preferably, the output voltage of the reference generator 10 is a low frequency voltage. From the output voltages of the modulation elements 8 and 9 the sum is formed in member 12. This sum voltage is limited in element 13 and, for example, generates a trigger pulse at the positive zero crossing. This Impulse is used to open a gate 14. The link 15 corresponds to the link 13. In this element, the reference voltage also becomes at the positive zero crossing a trigger pulse obtained, which is used to close the gate 14 again. A counting pulse generator6 is connected to the input of the gate. At the exit of the gate one then receives a pulse train whose number of pulses depends on the angle of incidence a is dependent.

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.The number of pulses is determined in counter 17, and the result is displayed in digital form. The counter 17 can also be set off.

Man kann am Zähler 17 somit die Einfallsrichtung als digitales Meßergebnis entnehmen.The direction of incidence can thus be seen on the counter 17 as a digital measurement result remove.

Claims

Claims: 1. A method for generating a digital display the bearing result of a direction finder, according to this method, two equal frequency AC voltages, the phase difference of which is a measure of the angle of incidence, can be used by a DC voltage source or a counting pulse generator to derive a voltage pulse or a pulse train, its length depends on the direction of incidence and the length of the voltage pulse or the number the pulses of the pulse train with the help of known measuring devices with digital Indication is determined, characterized by its application in direction finders the Watson-Watt principle in such a way that from the two output voltages of the same frequency U, cos a cos m t and U1 sin a cos t (a = angle of incidence, w1 = angular frequency of two voltages, Ut a quantity proportional to the field strength or a constant) of the direction finder thereby a compared to a reference voltage of the same frequency in the Phase according to the angle of incidence a phase shifted voltage is generated that the two output voltages of the direction finder in two around 900 in the Phase shifted voltages U2cosacos (w2t t (Pi) and U2 sin a cos (w2 + 92) converted where 1 +? 2 = 900 and U2 is a constant that out of these phase-shifted Voltages the sum or difference is formed and that these sums or. Differential voltage as well as the reference voltage of the same frequency for forming the pulse train or the voltage pulse can be used.

2. The method according to claim 1, characterized in that the intermediate frequencies Output voltages of the two-channel divider can be shifted in phase by 900.

3. The method according to claim 1, characterized in that the output voltages of the two-channel direction finder and that with the rectified voltages two shifted by 900 in phase to each other, preferably low frequency Voltages are amplitude modulated.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that that by the sum or. Differential voltage in a known manner in one a certain oscillation state a gate is opened to which a DC voltage source or a counting pulse generator is switched on and that by the voltage of the reference generator the gate is closed again in the same state of oscillation.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that that when a voltage pulse is generated, its length is a measure of the angle of incidence is integrated, and then the magnitude of the voltage obtained by integration is determined with the help of a digital tube voltmeter.

Documents considered: German Patent No. 958209.