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Peiler mit Goniometer
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Die Erfindung betrifft einen Peiler, bei dem das Ausgangssignal eines
Peilantennensystems über ein Goniometer einem Peilempfänger zuführbar ist und bei
dem das Peilergebnis auf einer Anzeigeeinrichtung - vorzugsweise einer Elektronenstrahl-Röhre
- zur Anzeige kommt.
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Das (elektronische) Goniometer eines solchen Goniometerpeilers rotiert
mit einer Kreisfrequenz #R , Fällt eine ebene Welle E . exp(jzt) der Kreisfrequenz
# unter dem Azimut a ein, so ist das Ausgangssignal des Goniometers proportional
zu coswt . cos(Rt - a), d. h. die Peilinformation a steckt in der Phase der Amplitudenmodulation
mit der Kreis frequenz Die Die Auswertung dieses Signals auf die von Goniometerpeilern
bislang bekannte Art ermöglicht lediglich die Auflösung nach einer Welle. Fallen
zwei Wellen mit unterschiedlichem Azimut gleichzeitig ein, so wird die Peilung der
stärkeren Welle infolge der Trübung, d. h. einer mehr oder weniger starken Ausfüllung
des Minimums bei #R . t = α + #/2, gestört, während die schwächere Welle ganz
unterdrückt wird.
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Man kann die Peiler einteilen nach der Anzahl der benötigten Peilkan.ale
in Ein- bis Dreikanalpeiler, nach der Anzahl gleichzeitig auflösbarer Wellen in
Ein- und Mehrwellenpeiler und nach der Anzahl der gleichzeitig beobachtbaren Frequenzkanäle
in herkömmliche Peiler für einen abstimmbaren Frequenzkanal und Vielfrequenzpeiler
(Vielfrequenzkanal-Peiler) fiir viele simultan festabgestimmte Frequenzkanäle.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Pciler der eingangs
genannten Art zu schaffen, der auch für Vielfrequenzbetrieb geeignet ist und der
mit nur einem Pcilkanal (pro Frequenz) die Mehrwellenkapazität des zwei- bzw. dreikanaligen
Peilers nach Watson-Watt besitzt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemfiß dadurch gelöst, daß der Peiler
als Einkanalpeiler ausgebildet ist mit einem Peilempfanger, daß die Ausgangssignale
des Peilempfängers für jeden Frequenzkanal mit einem komplexen Trägersignal multiplizierbar
sind, dessen Kreisfrequenz WR gleich der Rotations-Kreisfrequenz des Goniometers
ist, und daß aus den so gewonnenen Signalen durch Trennung von den außen liegenden
Seitenbändern mittels geeigneter Filter Signale der Kanal-Kreisfrequenzen der Peilempfänger-Ausgangssignale
separierbar sind, die die Peilinformationen in der komplexen Ebene enthalten.
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Eine bevorzugte Ausgestaltungsform besteht darin, daß der Peilempfänger
als frequenzselektives Mittel ein nichtrekursives digitales Filter fiir Filtermultiplexbetrieb
enthält, bei welchem zur Durchführung der Filterung die schnelle Fourier-Transformation
(FFT, Fast-Fourier-Transform) zur Anwendung kommt. Ein derartiges Filter mit linearem
Phasengang und mit
einer Durchlaßcharakteristik, die aus frequenzmäßig
äquidistanten Bandpaßkurven konstanter Bandbreite bzw. aus Bandpaßkurven unterschiedlicher
Bandbreite sowie beliebigen Abstandes besteht, ist bereits aus der DT-OS 22 62 652
bzw. der DT-OS 24 36 013 bekannt, und ist daher nicht Gegenstand der vorliegenden
Erfindung.
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Eine sehr vorteilhafte Weiterbildungsform ist dadurch gegeben, daß
der Peilempfänger zugleich für Iiorchzwecke verwendbar ist, da die Modulation der
gepeilten Träger ungestört erhalten bleibt.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung fiir nur einen Frequenzkanal
ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt blockschaltbildmäßig eine Anordnung mit einem Peilantennensystem
AS, einem Goniometer G und einem Peilempfänger E. Das Ausgangssignal S des Peilempfängers
E wird einem Multiplizierer M zugefiihrt, in dem es mit einem kompJexen Trägersignal
TS = exp(J#Rt) multipliziert wird, dessen Kreisfrequenz der Rotations-Kreisfrequenz
des Goniometers gleich gewäh @ @st. Aus dem so gewonnenen Signal S' wird mittels
eine@ @@@ers @ ein Signal S" separiert, das auf einer Anzeigee@n@ tu' k in der komplexen
Phasenebene zur Anzeige komm@ @m @@tersch@@ @@ @ @rw@ @@@ Goniometerpeilern @ertet
der @ @ @er @ch nur die Hüllkurve @Amplitude) sc@@@@@ auch dessen Phase, wodurch
@ir @@ erreicht wird. Das Pfeilsignal @ @@ - α) am Ausgang . en@ @ie in Fig.
2a dargestellten @ @ @ @ M@ @@@@@kation mit dem
komplexen Trägersignal
TS @ exp (j#Rt) erhält man aus dem Peilsignal S das Signal
dessen Spektrallinien in Fig. 2b dargestellt sind. Mit hilfe des Filters F, dessen
Durchlaßcharakteristik D in Fig. 2b gestrichelt eingezeichnet ist, wird aus dem
Signal S' durch Abtrennung von den außen liegenden Seitenbändern das Signal A S"
= 2 # cos(#0t + #) # exp(jα) separiert und in der komplexen Phasenebene auf
der Anzeigeeinrichtung A zur Darstellung gebracht, indem die dem sino, proportionale
reale Komponente des Signals S" auf die horizontalen und die dem cosa proportionale
imaginäre Komponente auf die vertikalen Ablenkplatten der Elektronenstrahl-Rohre
A gegeben wird. Es entsteht eine um den Winkel j geneigte Gerade in der komplexen
Ebene, die mit der Sendefrequenz #0 oszillierend durchfahren wird.
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Fall@@ mehrere benachbarte Frequenzen unter demselben Azimut ein.
so andert d@@ nicht an der Darstellung. d. h. die Modulation des Sendesignals (AM,
F@ oder SSB) stört nicht. Die Länge des anzeige@@ @n Peilstriches entspricht der
Signalstär@ @ie folg@ @@@r der Amplitudenmodulation. Die Oszillation@@requenz. m.
@@@ @@r Peilstrich vom Elektronenstrahl durch @@@@ wir@ @ cht der @@ligen Augenblicksfrequen@
@@@ gepe@@@@ @@@@@s.
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Wenn un in ein- und demselben Frequenzkanal gleichzeitig
zw<
i We 1 len mit unterschiedlichem Azimut einfal len, s ent- ent -steht wegen der
Linearität der Anordnung das Signal
Sind die zwei Wellen inkohärent, d, h. gilt#1##2, wie es bei einer Störung durch
einen zweiten Sender in der Regel der Fall ist, so kommt eine mit der Differenzfrequenz
beider Wellen taumelnde Folge von Ellipsen zustande, deren Umhüllende ein Parallelogramm
ist, wie beispielsweise in Fig. 3a dargestellt. Die Kanten dieses Parallelogramms
weisen - wie beim Watson-Watt-Peiler - in die beiden Senderichtungen.
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Durch einfache Projektion läßt sich die zweidimensionale Peilfigllr
- wie in Fig. 3b und c dargestellt - in zwei eindimensionale Funktionen zerlegen,
die die beiden Azimutinformationen beinhalten. Natürlich ist wahlweise auch eine
Messung der Elevation - anstelle des Azimuts - möglich.
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Bei einer vollständig kohärenten Störung (Reflexion mit #1 = #2) taumelt
die Ellipse nicht und man kann also die Einfallsrichtungen nicht ohne weiteres trennen.
Infolge des Dopplereffekts entsteht aber auch bei Wellen vom gleichen Sender, die
über mehrere verschiedene ionosphärische Reflexionen zum Peiler gelangen, eine geringe
Frequenzdifferenz LL) ' ~ t2 so daß nach einiger Integrationszeit im allgemeinen
eine Aussage möglich wird.
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Die Fähigkeit, zwei aus verschiedenen Richtungen in demselben Frequenzkanal
gleichzeitig einfallende Wellen zu trennen, besitzt von den einfachen Peilern sonst
nur noch der Watson-Watt-Peiler, der dafür jedoch pro Frequenzkanal zwei bzw.
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drei Peilkanäle benötigt.
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Die einkanalige Peilanordnung gemäß vorliegender Erfindung
setzt
eine gute Phasenlinearität des verwendeten Peilempfängers voraus. Diese Voraussetzung
wird in idealer Weise von einem Simultanempfänger für eine Vielzahl von Frequenzkanälen
erfüllt, bei dem - wie erwähnt - das aus der DT-OS 22 62 652 bzw. DT-OS 24 36 013
bekannte, nach dem Prinzip der schnellen Fourier-Transformation (FFT) arbeitende
Filter zur Anwendung kommt. Vorteilhafterweise gestattet der erfindungsgemäße Peiler
die Verwendung des Peilempfängers sowohl für Peil- als auch für Horchzwecke, da
in dem Peilsignal S" die Horchinformation mit enthalten ist. Mit einem solchen Simultanempfänger
als Peilempfänger kann daher eine Vielzahl von Frequenzkanälen gleichzeitig gepeilt
und abgehört werden. Dieses ist insbesondere bei der effektiven Aufklärung von kurzzeitigen
Sendungen von Bedeutung, indem z. B.
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die Peilungen "auf Vorrat" abgespeichert werden und bei Sendungen,
deren Nachrichteninhalt Interesse geweckt hat, clie zugehorige Peilung aus dem Speicher
geliefert wird. Zweckmäßigerwei wird der Peiler in Verbindung mit einer Auswahlvorrichtung
betrieben, die die große Masse anfallender Peildaten auf die tatsächlich interessierenden
Peilwerte reduziert.
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Der erfindungsgemäße Peiler kann mit einem Antennensystm ausgerüstet
werden, wie es bfi Sichtfunkpeilern üblich ist.
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Seine Leistung ist im Prinzip die gleiche wie diejenige der bekannten
Sichtfunkpeiler, der Aufwand ist jedoch stark reduziert, da keine gleichlaufenden
Peilkanäle benötigt werden.