DE2203442B1 - Funknavigationssystem mit zyklischer Impulsabstrahlung durch eine Strahlerzeile zur Azimut- oder Elevationsbestimmung - Google Patents

Description

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Winkels die geänderten Meßwerte vektoriell addiert zeigten Sender verbunden und strahlen Impulse ab;,

werden und der Betrag der Summe ermittelt und zu- die eine HF-Schwingung enthalten, deren Amplitude

sammen mit dem Wert des zugehörigen Winkels ge- und Phase für alle Strahler gleich ist. Vor jedem

speichert wird und daß die Summe mit dem größten Abstrahlzyklus wird über den Strahler 1.1 eine

Betrag bestimmt und aus dem zugehörigen Wert des 5 Impulsgruppe abgestrahlt.

Winkels der Azimut bzw. die Elevation abgeleitet Im Empfänger werden die Impulse im Takt der

wird, wobei der größte Betrag der Amplitude der Anschaltung der Strahler der Antennenzeile verarbeitet

Feldstärke entspricht, die das mit seiner Hauptkeule und beim Auftreten der Impulsgruppe wird fest-

zum Empfänger gerichtete Gruppendiagramm er- gestellt, daß nun der Impuls vom Strahler 1.1 folgt, so

zeugen würde. io daß sich eine eindeutige Zuordnung der empfangenen

Dieses System bietet erstmals die Möglichkeit, ohne Impulse zu den Strahlern ergibt. Wählt man den vom

ein Strahlungsdiagramm im Raum bewegen zu Strahler 1.1 empfangenen Impuls als Bezugsimpuls,

müssen, durch geeignete Signalverarbeitung im Emp- dann können mit einer im Empfänger vorhandenen

fänger die gleichen Informationen zu gewinnen, die Meßeinrichtung die Phasen W₂ bis W₆ für die von den

der Empfänger aus einem geschwenkten Gruppen- 15 Strahlern 1.2 bis 1.6 empfangenen Impulse gegenüber

diagramm gewinnen könnte, ohne daß dabei irgend- der Phase W₁ des Bezugsimpulses gemessen werden,

welche Zusatzinformationen übertragen werden müs- Ebenso können die Amplituden A₂ bis A₆ der emp-

sen. Darüber hinaus kann der Empfänger noch fangenen Impulse, bezogen auf die Amplitude A₁ des

»Schwenkgeschwindigkeit« und »Schwenkbereich« Bezugsimpulses, gemessen werden. Für die folgende

wählen. 20 Erläuterung wird angenommen, daß keine Störungen

Die Weiterbildungen der Erfindung sind in den vorliegen. Dann nehmen die Amplituden A₂ bis A₆

Unteransprüchen enthalten. alle den Wert der Amplitude A₁ an. Für die Erläute-

Die Erfindung wird nun unter Zuhilfenahme der rung wird angenommen, daß dieser Wert 1 ist.

Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Da man jeden Impuls eindeutig einem Strahler

Es zeigt 25 zuordnen kann, erhält man so für jeden Impuls im

F i g. 1 schematisch eine Landebahn, eine Antennen- Empfänger ein Zahlenpaar, bestehend aus Betrag

zeile mit η — 6 Strahlern und drei Empfängerposi- (Amplitude) und Phase. Jedes Zahlenpaar stellt eine

tionen, komplexe Zahl bzw. einen Zeiger dar. Da der vom

F i g. 2 a bis 2 c die an Bord aus den Impulsen von Strahler 1.1 kommende Impuls der Bezugsimpuls ist, den Strahlern der Antennenzeile nacheinander wäh- 3° hat das zugehörige Zahlenpaar immer die Phase Null rend eines Durchlaufs gewonnenen Zeiger und deren für alle Empfängerpositionen. Die Phasen der Zahlen-Summen für die in F i g. 1 gezeigten Empfänger- paare für die Impulse von den anderen Strahlern Positionen, hängen von der Empfängerposition ab.

F i g. 3 in Polarkoordinaten das ungedrehte reale Wegen der Anschaulichkeit wird im folgenden die

Gruppendiagramm der Antennenzeile nach F i g. 1, 35 Zeigerdarstellung zur Erläuterung der Erfindung ver-

das entstehen würde, wenn die Strahler gleichzeitig wendet.

gleichphasig gespeist würden bzw. das entsprechende In den F i g. 2 a bis 2 c sind jeweils oben die Zeiger

virtuelle Diagramm, für die in F i g. 1 gezeigten Empfängerpositionen A, B

F i g. 4 in rechtwinkligen Koordinaten das un- und C dargestellt. Die Zahlen geben die laufende

gedrehte reale Gruppendiagramm nach Fig. 3 und 40 Nummer desjenigen der Strahler 1.1 bis 1.6 an, von

um 5, 10 und 15° gedrehte reale Gruppendiagramm dem der empfangene Impuls abgestrahlt wurde,

bzw. die entsprechenden virtuellen Diagramme, Würde man die Strahler der Antennenzeile nach

F i g. 5a bis d die mit χ = 0; —30; —62,5; —90° F i g. 1 gleichzeitig mit gleicher Phase und Amplitude

geänderten Zeigersummen für eine (B) der in F i g. 1 strahlen lassen, so ergäbe sich im Raum ein reales

gezeigten Empfängerpositionen, 45 Gruppendiagramm nach F i g. 3. Die Hauptkeule

F i g. 6 die Beträge der Zeigersummen nach F i g. 5 dieses Gruppendiagramms liegt in der Richtung

für kontinuierliche Strahlschwenkung von (5 = 0 bis δ = 0°. Da der Strahlerabstand groß gewählt ist,

30 \ nämlich d = ?., entstehen in den Richtungen δ = +90°

F i g. 7 in rechtwinkligen Koordinaten das reale und δ = —90° Sekundärkeulen (»grating lobes«). Sie

Gruppendiagramm der Antennenzeile nach F i g. 1, 50 können in bekannter Weise zum Verschwinden ge-

das entstehen würde, wenn die Strahler gleichzeitig bracht werden, wenn d verkleinert wird,

gespeist würden, wobei die eine Hälfte der Strahler Da die Strahler aber nacheinander strahlen, ist im

eine Phasendrehung um 180° gegenüber der anderen Raum nie dieses Gruppendiagramm vorhanden,

Hälfte der Strahler aufweist bzw. das entsprechende sondern nur das Einzeldiagramm jeweils eines Strah-

virtuelle Diagramm, 55 lers. Aus den nacheinander empfangenen Impulsen

F i g. 8 ein Blockschaltbild eines Bordempfängers. und den daraus ermittelten Zeigern der Einzel-

An Hand der F i g. 1 bis 6 wird zuerst die Wir- diagramme kann der Empfänger trotzdem die zu

kungsweise des Systems erläutert, und zwar beispiel- seiner Position gehörende Feldstärke des realen

weise für die Azimutmessung. Gruppendiagramms ermitteln, und zwar durch Bildung

In Fig. 1 ist 2 eine Rollbahn in Draufsicht; am 60 des Betrages der vektoriellen Summe der Zeiger eines einen Ende ist eine horizontale Antennenzeile 1 mit Antennendurchlaufs. Der Empfänger enthält deshalb gleichen Strahlern 1.1 bis 1.6 angeordnet, die zuein- auch eine Einrichtung, die die Zeiger vektoriell addiert ander parallel ausgerichtet sind. Der Abstand der als und den Betrag der Zeigersumme bestimmt.
Dipole gezeichneten Strahler ist für die Erläuterung In den Fig. 2a bis 2c ist jeweils unten die Zeigergleich der Betriebswellenlänge λ. Es sind drei Anflug- 65 addition dargestellt. Die Zeigersumme ist jedesmal winkel bzw. Empfängerpositionen A (δ = 0°), B (δ mit 5 bezeichnet.

= 10°) und C (δ — 30°) eingezeichnet. Die Strahler 1.1 Für einen Empfänger in der Position 1 (δ — 0°)

bis 1.6 werden der Reihe nach mit einem nicht ge- müssen alle Impulse einen gleich langen Weg zurück-

legen (F i g. 2 a). Da das HF-Signal in den Impulsen Man kann dann von einem geschwenkten virtuellen gleiehphasigabgestrahlt'wurde, muß es auch gleich- Diagramm sprechen. ■..-■_-
phasig ankommen. Sämtliche Zeiger haben daher die Wenn die Hauptkeule des geschwenkten Gruppen-Phase Null. Der Betrag der Zeigersumme ist S — 6. diagramms bzw. des geschwenkten virtuellen Dia-Für die Position B (<5 = 10?) sind die Zeiger und 5 gramms in Richtung zum Flugzeug steigt, dann stellt deren Summe in F i g. 2b dargestellt. Da die von den dessen Empfänger die maximale Feldstärke fest und verschiedenen Strahlern abgestrahlten Impulse ver- man kann aus dem Wert von «den Azimut δ errechnen, schieden lange Wege bis zum Empfänger zurücklegen. Es wird nun gezeigt, wie man in der Bordstation sind die entsprechenden Phasen voneinander ver- den Azimut δ. ohne Änderung des Betriebs der Anschieden und die Zeiger haben verschiedene Richtun- io tennenzeile nach F i g. 1 gewinnt. Man verändert dazu

~. -π, ,■".". ., j „r . _Λ d . _s die gemessenen Phasen der empfangenen Impulse nach

gen. Die Phase ist jeweils um den Wert 2 π γ sind , >,, "chun . .

gedreht, d. h. für ύ = 10° und ^ = A um 62,5°. Der

Betrag der Zeigersumme ist S¹ = 0,2. φ_ν' = ip_v + vei. (2)

F i g. 2c zeigt die gemessenen Zeiger und deren 15

Summe für die Empfängerposition C (ö — 30°). Die Dabei ist ψ die gemessenen Phase, ψ' die geänderte

Zeiger sind hier von Strahler zu Strahler jeweils um Phase und « der für einen Durchlauf — wobei sich υ

180° gedreht. Der Betrag S — 0 dieser Zeigersumme von 1 bis η ändert — konstante Winkelwert. Für jeden

ist durch einen Punkt angedeutet. weiteren Durchlauf wird α um einen zweckmäßiger-

Würde man so für jeden Azimut δ durch vektorielle ao weise gleichen Wert vergrößert oder verkleinert; d. h.

Addition der Zeiger eine Zeigersumme S bestimmen, α ist das Phaseninkrement.

so würden die Beträge der Zeigersummen für alle Man bestimmt für jeden Durchlauf den Betrag der

Winkel δ aufgetragen über ö eine Kurve ergeben, die Zeigersumme S' und speichert den Betrag zusammen

virtuelles Diagramm genannt werden soll. Die Be- mit dem dazugehörigen Wert von « ab. Hat « alle

zeichnung »virtuell« bringt zum Ausdruck, daß dieses 25 vorgegebenen Werte durchlaufen, dann ermittelt man

Diagramm im Raum real nicht vorhanden ist. Es ist den maximalen Betrag; aus dem dazugehörigen

aber identisch mit dem realen Gruppendiagramm nach Winkel α läßt sich nach Gleichung (1) der Azimut δ

F i g. 3, das entsteht, wenn die Strahler der Antennen- errechnen. Der Empfänger hat die für diese Operation

zeile nach F i g. 1 gleichzeitig mit gleichem Betrag notwendigen Einrichtungen. Trägt man die Beträge

und gleicher Phase gespeist werden. Das reale Grup- 30 der Zeigersummen für die Empfängerposition B

pendiagramm bzw. das virtuelle Diagramm in recht- (δ = 10°) als Funktion von α auf, so ergibt sich die

winkligen Koordinaten ist die 0°-Kurve in F i g. 4. Kurve nach F i g. 6, die sich aus der F i g. 4 ergibt,

Würde man die Strahler der Antennenzeile nach wenn man sich alle virtuellen Diagramme zwischen

F i g. 1 gleichzeitig mit gleicher Amplitude und mit um α = 0° und α = —180° eingezeichnet denkt und den

(v · α (υ — 1 ... η; α = konstanter Winkelwert) ver- 35 jeweiligen Wert der Ordinate für δ = 10° entnimmt,

änderten Phasen speisen, so würde sich im Raum ein Für die eingezeichneten virtuellen Diagramme ergibt

reales Gruppendiagramm ergeben, das um einen sich
Winkel δ gegenüber dem Gruppendiagramm nach

F i g. 4 gedreht ist. Dieser Winkel ergibt sich aus nach- S bei κ = 0° zu —0,2529,

stehender Gleichung 4° >S" bei oc = —30° zu 3,5413,

S' bei a = -60° zu 5,982,

δ = arc sin *° . S'bei « = 90° zu 4,1728,

360·—- entsprechend den in den Fig. 5a bis 5d gezeigten

^λ 45 Zeigern und Zeigersummen. Exakt dieselbe Kurve

wie F i g. 6 würde sich als Feldstärkeverlauf im

Wegen der aufeinanderfolgenden Anschaltung der Empfänger ergeben, wenn man das reale Gruppen-Strahler gibt es dieses gedrehte Gruppendiagramm im diagramm am Empfänger vorbeischwenken würde.
Raum nicht. Man kann sich jedoch ein gedrehtes vir- Aus der Kurve nach F i g. 6 sieht man, daß das

tuelles Diagramm denken, das auf ähnliche Weise 50 Maximum bei oc = 62,5° entsprechend δ = 10° liegt, zustandekommt, wie das ungedrehte virtuelle Strah- d. h. der Empfänger liefert mit dem System nach der lungsdiagramm. Erfindung durch Veränderung der Meßwerte genau

In F i g. 4 sind die realen Gruppendiagramme bzw. den richtigen Wert für den Azimut,
die virtuellen Diagramme auch für —30, —60, —90° Man kann sich die Wirkungsweise im Empfänger

in rechtwinkligen Koordinaten dargestellt. Wie man 55 auch so vorstellen, daß mit jedem neuen Wert von « erkennt, entspricht einem Winkel oc = —30° eine der ursprünglich auf dem virtuellen Diagramm für Drehung von etwa 5°, einem Winkel oc = —60° eine δ = 0° liegende, der Empfangsrichtung zugehörige Drehung von etwa 10° usw. virtuelle Punkt auf den entsprechenden virtuellen Punkt

Ändert man beim Gruppendiagramm den Winkel oc des gedrehten virtuellen Diagramms übergeht, d. h. es beispielsweise zwischen —180° und 180° in Stufen 60 wird die Feldstärke ermittelt, die vorhanden wäre, von 6° bei jedem Antennendurchlauf, so ergibt sich wenn das Diagramm um den dem jeweiligen α enteine Drehung des Gruppendiagramms in Schritten sprechenden Wert von δ gedreht wäre,
von 1° zwischen δ = -30° und δ = +30°; d. h. das Nimmt man die Verschiebung des virtuellen Punkts

Gruppendiagramm wird zwischen diesen beiden im ganzen Wertebereich von« zyklisch vor, dann Werten von δ geschwenkt. Die Schwenkung kann 65 liefert der Empfänger dem Piloten die gleiche Inforzyklisch nur in einer Richtung oder auch in beiden mation wie bei einem dauernd geschwenkten realen Richtungen erfolgen. - Gruppendiagramm. Es wird also mit dem: System nach

Entsprechendes - gilt für das virtuelle Diagramm. der Erfindung in jedem einzelnen Empfänger ge-

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wissermaßen das Strahlschwenkverfahren — im eng- Seiten mit kleiner werdenden Amplituden speist. Diese

lischen Sprachgebrauch »scanning« genannt — nach- Maßnahme kann auch im Empfänger nachgebildet

gebildet. werden, indem man die gemessenen Amplituden der

Es wird nun eine Weiterbildung der Erfindung be- empfangenen Impulse verändert, und zwar so, wie

schrieben. Bei der Erörterung des realen Gruppen- S man es am Boden tun würde.

diagramms der Antennenzeile nach F i g. 1 an Hand Es wird nun das Blockschaltbild des Empfängers

der F i g. 2 bis 5 wurde davon ausgegangen, daß die nach F i g. 8 beschrieben. Die HF-Impulse werden

Strahler gleichphasig gespeist werden. Würde man die von einer Antenne 3 aufgenommen und gelangen von

Strahlerzeile in zwei Hälften teilen und die Strahler dort über eine abstimmbare Vorstufe 4 zur Misch-

der einen Hälfte gleichphasig und die Strahler der io stufe 5, an deren anderem Eingang eine HF-Schwin-

anderen Hälfte gegenphasig dazu speisen, dann würde gung von einem Oszillator 6 liegt. Dem Ausgang der

ein gespaltenes reales Gruppendiagramm mit zwei Mischstufe 5 ist ein erster ZF-Teil 7 nachgeschaltet,

gleich großen Hauptkeulen und einem Nulleinzug Hinter dem ersten ZF-Teil liegt ein Umschalter 8,

zwischen diesen Keulen entstehen, das wie das Ein- der in der gezeichneten Stellung den ersten ZF-Teil

keulendiagramm ist aus der Satelliten- und Radar- 15 mit einem Oszillator 10 verbindet. Befindet sich der

technik bekannt, bei der es zur Objektnachführung Umschalter 8 in der anderen Stellung, dann ist der

verwendet wird. Es hat den Vorteil, daß das Minimum erste ZF-Teil mit einem zweiten ZF-Teil 9 verbunden,

zwischen den beiden Hauptkeulen leichter feststellbar an dessen Ausgang eine Amplitudenmeßeinrichtung 11

ist als das Maximum an gleicher Stelle bei nur einer und eine Phasenmeßeinrichtung 12 angeschlossen sind.

Hauptkeule. Das mit einem Doppelkeulendiagramm 20 Der Ausgang des Oszillators 10 ist mit den zweiten

arbeitende Nachführungsverfahren wird im englischen Eingängen der Amplitudenmeßeinrichtung 11 und der

Sprachbereich »tracking« genannt. Phasenmeßeinrichtung 12 verbunden. Die Ausgänge

Auch dieses Verfahren kann im Empfänger nach- der Meßeinrichtungen 11 und 12 führen zu einem

gebildet werden. Dazu wird in der Bodenstation die Rechner 13, an dessen Ausgang eine Anzeigeeinrich-

Antennenzeile 1 wie in F i g. 1 gespeist. In der Bord- 25 tung für Azimut bzw. Elevation liegt,

station werden die gemessenen Phasen der von einer Am Ausgang des ersten ZF-Teils 7 ist auch eine

Hälfte der Antennenzeile empfangenen Impulse un- Einrichtung 15 zur Erkennung der Impulsgruppe

verändert und die gemessenen Phasen der von der und zur Betätigung des Umschalters 8 und Steuerung

anderen Hälfte der Antennenzeile empfangenen Im- des Rechners 13 angeschlossen. Erkennt die Einrich-

pulse mit einer Phasendrehung von 180° weiter- 30 tung 15 die Impulsgruppe, dann gibt sie ein Signal an

verarbeitet. An Stelle der Phasendrehung um 180° den Rechner 13 und bringt den Umschalter in die

kann man auch die Amplituden invertieren. Die gezeichnete Stellung, so daß der dann folgende Impuls

Weiterverarbeitung geschieht wie im Zusammenhang vom ersten Strahler auf den hochgenauen Oszillator 10

mit den F i g. 2 bis 5 beschrieben. Das Gruppen- gelangt und diesen bezüglich Amplitude und Phase

diagramm bzw. das virtuelle Diagramm für _\ = 0 ist 35 synchronisiert.

in F i g. 7 dargestellt. Schwenkt man dieses Diagramm Nach dem ersten Impuls gelangt der Umschalter 8

und entnimmt die Werte wie für F i g. 6 beschrieben, in die nicht gezeigte Stellung, so daß die folgenden

so ergibt sich eine Kurve, bei der ein Nulleinzug Impulse über den zweiten ZF-Teil 9 auf die Meßein-

zwischen zwei Maxima liegt. An Stelle des Maximums richtungen 11 und 12 gelangen. Die Phase und die

der Kurve nach F i g. 6 wird nun dieser Nulleinzug 40 Amplitude des Ausgangssignals des Oszillators 10

ermittelt. Der dem Nulleinzug zugeordnete Wert von ö sind die Meßgrößen des ersten Impulses und sie dienen

ist der gesuchte Azimut. als Bezugsgrößen für die Messung der Phasen und der

Sowohl bei der Nachbildung des Strahlschwenk- Amplituden der Impulse vom zweiten bis «-ten Strahverfahrens als auch bei der Nachbildung des Nach- ler. Die Amplituden- und die Phasenmeßeinrichtung führverfahrens ist es günstig, nur zum Suchen den 45 sind bekannt und werden daher nicht näher erläutert, virtuellen Punkt mehrmals im gesamten Bereich des Die Phasenwerte Ψ_ν und die Amplitudenwerte A„ Winkels \ zu verschieben. Nachdem der Azimut er- (v = 1 ... n) werden im Speicher des Rechners oder mittelt ist, verschiebt man den virtuellen Punkt nur in einem getrennten Speicher am Speicherplatz υ abnoch in einem kleinen Bereich, entsprechend einer gespeichert. Die Einspeicherung wird von einem nicht Breite von 3 dB beiderseits des Maximums bzw. 50 gezeigten Zähler gesteuert, der mit dem gleichen Takt Minimums des realen Gruppendiagramms. Im Falle wie die Anschaltung der Strahler der Antennenzeile des Strahlschwenkverfahrens befindet sich der Emp- weitergeschaltet und der beim Auftreten der Impulsfänger dann sozusagen in der Hauptkeule oder min- gruppe in die Anfangslage gebracht wird,
destens dicht daneben und zieht die Hauptkeule mit Aus den Amplitudenwerten Α_υ und den Phasensich. Dabei pendelt die Hauptkeule sozusagen immer 55 werten Ψ_ν berechnet nun der Rechner die Zeiger Z„ über den Empfänger hinweg, so daß jedesmal eine nach der Gleichung
neue Azimutmessung erfolgt. Man bezeichnet diese

Betriebsart im Gegensatz zum Suchbetrieb als Nach- Z» = A_x · exp (i ψ_ν), (3)
laufbetrieb.

Das Diagramm nach F i g. 3 hat, wie erwähnt, zwei 60 wobei i" = —1 ist.

Sekundärkeulen bei δ = —90° und bei δ = +90°; Die Zeiger Z„ werden addiert und der Betrag 5 für um diese zum Verschwinden zu bringen und um zu jeden Wert χ (x_min <x<xmax nach der Gleichung
verhindern, daß beim Schwenken neue Sekundärkeulen erscheinen, macht man d vorzugsweise kleiner c _ ⁽ -sp _r t- \ -v \ (a\

, \ 2-1 *v SXp(IV X) · £v j W

als -4r. Eine Verkleinerung der noch vorhandenen <v = · '

Nebenkeulen (»side lobes«) könnte man erreichen, gebildet und zusammen mit dem zugehörigen Wert

wenn man die Strahler von der Mitte aus nach den gespeichert. Dabei ist /„' ein Satz von Zahlenwerten, die

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ζ. B. nach der Gleichung Man kann selbstverständlich den Empfänger auch

ohne Rechner realisieren. Wie man dazu den Emp-

/ = 1 -f 0 5 cos \{v — — —^ ^^π1 (5) fänger nach F i g. 8 abwandeln muß, wird nun für den

⁵ 11 2 2} η \ Fall erläutert, daß die Meßwerte nicht gespeichert

5 werden.

berechnet werden. Für den Fall ungeänderter Ampli- Der Schalter 8, der Oszillator 10, die Amplituden-

tuden ist I_v — 1. Danach wird aus allen Werten der meßeinrichtung 11, die Phasenmeßeinrichtung 12 und

größte ermittelt und der Azimut bzw. die Elevation der Rechner 13 entfallen. Der erste ZF-Teil 7 wird

nach der Gleichung (1) berechnet. direkt mit dem zweiten ZF-Teil verbunden. Am Aus-

Die in F i g. 8 beschriebene Schaltung setzt einen io gang des zweiten ZF-Teils wird nacheinander ansehr schnellen Rechner voraus, da alle Rechenopera- geschlossen: eine Einrichtung zur Phasenänderung, tionen zwischen zwei Empfangszyklen ablaufen müssen. eine Einrichtung zur Amplitudenänderung, mehrere Wenn es die Betriebsverhältnisse zulassen, kann man Umsetzerstufen und ein Filter, an dessen Ausgang die einige Empfangszyklen auslassen und einen lang- Kurve nach F i g. 6 auftritt, wenn mittels einer Steuersameren Rechner einsetzen. Man kann auch in einem 15 einrichtung, die von der Impulsgruppe eingeschaltet Rechner mit mehreren Rechenwerken die Beträge wird, bei jedem Impuls eines Empf angszyklusses υ und aller Summen parallel rechnen. bei jedem Empfangszyklus α geändert wird. Die

Die Speicherung der Meßwerte ist nicht unbedingt Summen der einzelnen Zeiger und die Summen für die

erforderlich. Man kann statt dessen für jeden Wert des verschiedenen Werte von /x werden mit dem Filter

Winkels tx die Meßwerte eines Empfangszyklusses ver- 20 gebildet. Die Ermittlung der maximalen Summe und

wenden. Man benötigt in diesem Falle bei z. B. 50 des Winkels ex, aus dem zur maximalen Summe

verschiedenen Werten des Winkels α also 50 Emp- gehörenden Wert von κ erfolgt so wie im Zusammen-

f angszyklen. hang mit F i g. 8 beschrieben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

442 J' 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei der ersten Patentansprüche: '.-:. '.. Ermittlung des Wertes von.-Azimut bzw. Ele vation der Wert des Winkels (α) innerhalb vor-

1. Funknavigationssysiem zur Bestimmung von gegebener Extremwerte geändert wird.(Such-Azimut oder Elevation, bei dem in der Boden- 5 betrieb) und daß bei der Ermittlung jedes folgenden Station η gleiche und im gleichen Abstand zuein- neuen Wertes von Azimut bzw. Elevation der Wert ander angeordnete Strahler einer Antennenzeile des Winkels (α) in einem verkleinerten Bereich ent- oder -reihe zyklisch nacheinander HF-Impulse sprechend den 3-dB-Punkten der Hauptkeule des abstrahlen und vor jedem Abstrahlzyklus eine Gruppendiagramms geändert wird (Nachlauf-Impulsgruppe abgestrahlt wird und bei dem in der io betrieb).

Bordstation für jeden Impuls von einem Strahler 7. Funknavigationssystem nach einem der vor-

die Phase der HF-Schwingung,, bezogen auf einen hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

der Impulse, gemessen wird, dadurch ge- daß zusätzlich zu den Phasenänderungen die

kennzeichnet, daß in der Bordstation für Amplituden verändert werden,
jeden Impuls zusätzlich die Amplitude der HF- 15
Schwingung gemessen und die zusammengehörigen

Phasen- und Amplituden-Meßwerte vektoriell ad-

diert werden und der Betrag der Summe ermittelt
wird, wobei der Betrag der Summe der Amplitude

der Feldstärke entspricht, die ein Gruppendiagramm 20 Die Erfindung betrifft ein Funknavigationssystem mit Hauptkeule senkrecht zur Antennenzeile am zur Bestimmung von Azimut oder Elevation, bei dem Ort des Empfängers erzeugen würde, daß anschlie- in der Bodenstation η gleiche und im gleichen Abstand ßend die Phase des ersten Impulses um einen zueinander angeordnete Strahler einer Antennenzeile Winkel (α) und die Phasen der folgenden Impulse oder -reihe zyklisch nacheinander HF-Impulse abum das ihrer Ordnungszahl η entsprechende Viel- 25 strahlen und vor jedem Abstrahlzyklus eine Impulsfache (2 a, 3 α ... η cc) dieses Winkels verändert gruppe abgestrahlt wird und bei dem in der Bordwerden, daß die Phasenänderung mehrmals mit station für jeden Impuls von einem Strahler die Phase jeweils anderen Werten des Winkels («) erfolgt, der HF-Schwingung, bezogen auf einen der Impulse, daß für jeden Wert des Winkels («) die geänderten gemessen wird.

Meßwerte vektoriell addiert werden und der 30 Ein derartiges System ist Gegenstand des älteren

Betrag der Summe ermittelt und zusammen mit Patentes 2103 580.

dem Wert des zugehörigen Winkels («) gespeichert Es sind Navigations- und Landesysteme bekannt, wird, und .daß die Summe mit dem größten Betrag bei denen das Strahlungsdiagramm einer Richtanbestimmt und aus dem zugehörigen Wert des tenne elektronisch geschwenkt, d. h. dauernd bewegt Winkels («) der Azimut bzw. die Elevation ab- 35 wird. Dieses Strahlungsdiagramm ist ein Gruppengeleitet wird, wobei der größte Betrag der Ampli- diagramm, da es von mehreren gleichzeitig strahlenden tude der Feldstärke entspricht, die das mit seiner Strahlern erzeugt wird. Bei derartigen Anordnungen Hauptkeule zum Empfänger gerichtete Gruppen- muß von der Bodenstation zur Bordstation dauernd diagramm erzeugen würde. der Winkel übertragen werden, den das Maximum

2. Funknavigationssystem nach Anspruch 1, 40 des Gruppendiagramms hat, da allein aus der Amplidadurch gekennzeichnet, daß die gemessenen tude einer Feldstärkemessung keine Navigations-Phasen der Impulse eines Empfangszyklusses mit information gewonnen werden kann. Bei den beverschiedenen Werten des Winkels («) geändert kannten Systemen sind der Schwenkbereich und die werden. Schwenkgeschwindigkeit des Gruppendiagramms von

3. Funknavigationssystem nach Anspruch 1, 45 der Bordstation nicht beeinflußbar und daher für alle dadurch gekennzeichnet, daß die gemessenen Benutzer gleich. Auch können in der Bordstation Phasen der Impulse eines Empfangszyklusses mit Fehler, die durch Mehrwegausbreitung entstehen, nur einem Wert des Winkels («) geändert werden. sehr schwer eliminiert werden.

4. Funknavigationssystem nach Anspruch 2 oder Es ist die Aufgabe der Erfindung, die von der 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ermittlung 50 Bodenstation nach dem älteren Patent nacheinander jedes neuen Wertes von Azimut bzw. Elevation der abgestrahlten HF-Impulse bordseitig so auszuwerten, Wert des Winkels (oc) innerhalb vorgegebener daß dieselbe Information zur Verfügung steht wie von Extremwerte geändert wird (Nachbildung der einem geschwenkten Gruppendiagramm.
Empfangsfeldstärke, die von einem dauernd ge- Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch schwenkten Gruppendiagramm mit einer Haupt- 55 gelöst, daß in der Bordstation für jeden Impuls zusätzkeule herrührt). lieh die Amplitude der HF-Schwingung gemessen und

5. Funknavigationssystem nach Anspruch 2 oder die zusammengehörigen Phasen- und Amplituden-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasen der ' Meßwerte vektoriell addiert werden und der Betrag von einer Strahlerhälfte empfangenen Impulse vor der Summe ermittelt wird, wobei der Betrag der der Phasenänderung um 180° gedreht oder die 60 Summe gerade der Amplitude der Feldstärke ententsprechenden Amplituden invertiert werden, spricht, die ein Gruppendiagramm mit Hauptkeule und daß die Summe mit dem kleinsten Betrag senkrecht zur Antennenzeile am Ort des Empfängers zwischen zwei Summen mit dem größten Betrag erzeugen würde, daß anschließend die Phase des ermittelt wird (Nachbildung der Empfangsfeld- ersten Impulses um einen Winkel und die Phasen der stärke, die von einem dauernd geschwenkten 65 folgenden Impulse um das ihrer Ordnungszahl ent-Gruppendiagramm mit zwei Hauptkeulen her- sprechende Vielfache dieses Winkels verändert werden, rührt). daß die Phasenänderung mehrmals mit jeweils anderen

6. Funknavigationssystem nach Anspruch 4 oder Werten des Winkels erfolgt, daß für jeden Wert des