DE3234446A1

DE3234446A1 - Multi-channel direction finder according to the phase time difference interferometer principle

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Publication number: DE3234446A1
Application number: DE19823234446
Authority: DE
Inventors: Rüdiger Dr.-Ing. 7777 Salem Anders
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-09-17
Filing date: 1982-09-17
Publication date: 1984-04-05

Abstract

To minimise direction-finding errors which can occur when reception conditions are disturbed, particularly when several simultaneously incident coherent waves are received, the direction-finder concept is based on the amplitude-insensitive phase time difference interferometer principle in contrast to the direction-finding loop and Adcock principle or the sum/difference interferometer principle. In this arrangement, the received signals of the four individual antennas of the cross interferometer antenna system are first independently processed in four identical receiving channels, involving frequency conversion to an intermediate frequency in the kHz range. From the four intermediate-frequency signals, the respective signal phase differences of the pairs of received signals associated with the two orthogonal interferometer antennas are then simultaneously determined by means of two similar phase measuring devices operating in parallel. The phase is measured via the signal amplitude zero transition times directly coupled to the signal phase, which results in a phase-difference-proportional output signal of the phase measuring device in the entire phase range. The phase difference signal quantities thus generated, precisely corresponding to the right-angle components of the direction-finding vector, are finally optionally supplied to a screen display in azimuth angle representation or, after suitable analog/digital conversion, to a digitally computed right-angle polar coordinate converter, for evaluation. For ... Original abstract incomplete.

Description

Die Erfindung betrifft einen Mehrkanalpeiler nach dem Oberbe-The invention relates to a multi-channel direction finder after the upper

griff des Anspruchs 1.handle of claim 1.

Mehrkanalsichtfunkpeiler sind bisher ausschließlich in Zweikanalausführungen nach dem Watson-Watt-Prinzip mit und ohne zusätzlichen Hilfskanal bekannt, wobei die Mehrkanalfunktionsweise auch durch einen nach dem Zeitmultiplexprinzip ausgebildeten Einkanalempfänger nachgebildet sein kann. Multi-channel direction finders have so far only been available in two-channel designs known according to the Watson-Watt principle with and without an additional auxiliary channel, whereby the multi-channel mode of operation also by means of a time division multiplex principle Single-channel receiver can be simulated.

Im Zusammenhang mit der Signalverarbeitung der Peilantennensignale sind zwei verschiedene Peilerkonzepte bekannt, die sich sehr wesentlich in der Zuverlässigkeit der Peilung, d.h. In connection with the signal processing of DF antenna signals two different direction finder concepts are known, which are very important in terms of reliability the bearing, i.e.

der maximalen Peilfehlerwahrscheinlichkeit unterscheiden.differ from the maximum DF error probability.

Verbreitet ist das Peilrahmen- und Adcockkonzept, bei dem zwei von der einfallenden Welle abgeleitete Interferometersignale noch innerhalb des Antennensystems zu einem in der Signalamplitude sin-förmig von der Phasendifferenz des Interferometersignalpaars abhängenden Differenzsignal zusammengeführt werden. Unter Miteinbeziehung des entsprechenden Differenzsignals eines orthogonalen Peilrahmen- oder Adcockinterferometers als zweiter Rechtwinkelkomponente ergibt sich der Azimutwinkel XPA des Peilergebnisvektors im ungestörten Empfangsfall zu (vergl. P. J. D. Gething, )Radio Direction Finding and the Resolution of Multicomponent Wave Fields<, IEE Electromagnetic Wave Series 4, Peter Peregrinus Ltd., England (1978), S. 104): wobei D/# die wellenlängenbezogene Interferometerbasislänge bedeutet und # und # den Elevations- bzw. Azimutwinkel der Welleneinfallsrichtung.The DF frame and Adcock concept is widespread, in which two interferometer signals derived from the incident wave are merged within the antenna system to form a differential signal with a sin-shaped signal amplitude that depends on the phase difference of the interferometer signal pair. Including the corresponding difference signal of an orthogonal DF frame or Adcock interferometer as the second right-angle component, the azimuth angle XPA of the bearing result vector results in the undisturbed reception case to (see PJD Gething,) Radio Direction Finding and the Resolution of Multicomponent Wave Fields <, IEE Electromagnetic Wave Series 4, Peter Peregrinus Ltd., England (1978), p. 104): where D / # denotes the wavelength-related interferometer base length and # and # denote the elevation or azimuth angle of the direction of incidence of the wave.

Bedingt durch diese transzendente Gesetzmäßigkei zwischen den Richtungswinkeln und dem Ergebnisazimutwinkel QpAist der für eine winkeltreue Auswertung erforderliche lineare Zusammenhang nicht gegeben, sondern nur für kleine Argumente der sin-Funktion, also kleine Interferometerbasislängen näherungsweise erfüllbar. Due to this transcendent law between the angles of direction and the result azimuth angle QpAis the one required for an angularly conformal evaluation linear relationship is not given, but only for small arguments of the sin function, so small interferometer base lengths can be approximately achieved.

Infolge dieser Näherungsbedingung sind daher mit der Anwendung des Differenzprinzips beim Peilrahmen- und Adcockpeiler, selbst unter idealen ungestörten Empfangsverhältnissen, oktantal azimutwinkelabhängige und mit steigender Frequenz wachsende Peilfehler verbunden, die bei einer Interferometerbasislänge von D=0,25Ä bereits 20 betragen können. As a result of this approximation condition, the application of the Difference principle with the bearing frame and Adcock direction finders, even under ideal undisturbed ones Reception conditions, octantal azimuth angle dependent and with increasing frequency increasing DF errors are connected, which at an interferometer base length of D = 0.25Ä can already be 20.

Bekannt, aber weniger gebräuchlich weil technisch aufwendiger, sind Zweikanalsichtfunkpeiler nach dem Summen-Differenz-Interfereometerkonzept, bei dem derartige systembedingte Peilfehler nicht auftreten (vergl. A. D. Bailey und W. C. Well-known, but less common because they are technically more complex Two-channel direction finder based on the sum-difference interfereometer concept, in which such system-related DF errors do not occur (cf. A. D. Bailey and W. C.

McClurg, >A Sum-and-Difference Interfreometer System for HF Radio Direction Finding<, IEEE Trans. Aerosp. Navig. Electron.McClurg,> A Sum-and-Difference Interfreometer System for HF Radio Direction Finding <, IEEE Trans. Aerosp. Navig. Electron.

10 No. 1, (1963) S. 65-72). In Erweiterung des Peilrahmen-oder Adcockkonzepts wird hierbei von den jeweiligen Interferometerempangssignalpaaren außer den sin-förmigen Differenzsignalen auch jeweils ein Summensignal mit cos-förmiger Amplitutenabhängigkeit von der Signalphasendifferenz abgeleitet und diese Signale den X- und Y-Kanälen eines Watson-Watt-Peilers zugeführt.10 No. 1, (1963) pp. 65-72). As an extension of the bearing frame or Adcock concept is here of the respective interferometer reception signal pairs except for the sin-shaped Difference signals also each have a sum signal with a cos-shaped amplitude dependency derived from the signal phase difference and these signals the X and Y channels a Watson-Watt direction finder.

Die für eine eindeutige und winkel treue Peilauswertung erforderliche Berücksichtigung der Summen- und Differenzsignale beider orthogonaler Antenneninterferometer erfolgt durch zeitsequentielle Umschaltung der Zweikanalempfängereingänge zwischen beiden Interferometern, wobei aus der jeweiligen Neigung der sich dabei alternierend ergebenden Bildschirmstriche auf die Richtungskosinus des Egebnisvektors mit dem für den ungestörten Empfangsfall gültigen Azimutwinkel: geschlossen wird. Diese geschieht mittels eines Zweikanalanlogsimulators, dessen Ausgangssignale in zeitsequentieller Aufschaltung ebenfalls zwei Bildschirmsbriche erzeugt, die dann durch manuellen Abgleich zweier die Richtungskosiflus nachbildenden Eingabepotentiometer mit den entsprechenden Peilerbildstrichen zur Deckung gebracht werden. Die an den Eingabepotentiometern abnehmbaren Signalwechselspannungen bilden dann die Rechtwinkelkomponenten des Ergebnisvektors und die Ablenkspannungen für die übliche Blldschirmdarstellung, aus der in gewohnter Weise die Bestimmung des Azimutwinkels fSD erfolgt.The consideration of the sum and difference signals of both orthogonal antenna interferometers required for a clear and accurate angle bearing evaluation is done by time-sequential switching of the two-channel receiver inputs between the two interferometers, whereby the inclination of the alternating screen lines on the direction cosine of the result vector with that for the undisturbed reception valid azimuth angle: is closed. This is done by means of a two-channel analog simulator, the output signals of which also generate two screen breaks in a time-sequential connection, which are then brought into congruence with the corresponding direction finder lines by manually comparing two input potentiometers that simulate the direction cosifluence. The alternating signal voltages that can be picked up at the input potentiometers then form the right-angle components of the result vector and the deflection voltages for the usual screen display, from which the azimuth angle fSD is determined in the usual way.

Dem Vorteil einer bei ungestörtem Einwellenempfang absolut fehlerfreien Peilung steht der Nachteil eines größeren einrichtungsmäßigen Aufwands gegenüber. Darüber hinaus erweist sich die Notwendigkeit eines mindestens zweiparametrigen manuellen Abgleichs des Analogsimulators für eine einfache und schnelle Handhabung als recht ungünstig. The advantage of being absolutely error-free with undisturbed single-wave reception Bearing contrasts with the disadvantage of a greater outlay in terms of equipment. In addition, the need for at least two parameters turns out to be manual adjustment of the analog simulator for quick and easy handling as quite inconvenient.

Unter gestörten Empfangsverhältnissen geht die absolute Peilgenauigkeit des Summen-Differenz-Interferometerkonzepts, insbesondere beim Empfang gleichzeitig einfallender kohärenter Wellen teilweise wieder verloren. So findet bei Wellen, die aus unterschiedlichen Raumrichtungen einfallen, eine gewichtete Abweichung des Peilvektors der dominanten Welle zum Schwerpunkt der Störwellen hin statt, der von der Amplitude und der Phase der Störwellensumme, sowie den einzelnen Einfallsrichtungen beeinflußt wird. Da diese Einflußgrößen im allgemeinen nicht bekannt sind, ist eine Abschätzung oder eine Kompensation derartiger Peilfehler unmöglich. The absolute DF accuracy works under disturbed reception conditions of the sum-difference interferometer concept, especially when receiving at the same time incoming coherent waves are partially lost again. So when there are waves coming in from different spatial directions, a weighted deviation of the Bearing vector of the dominant wave to the center of gravity of the interference waves instead, that of the amplitude and phase of the interference wave sum, as well as the individual directions of incidence being affected. Since these influencing variables are generally not known, one is Estimation or compensation of such bearing errors impossible.

Die einzig sinnvolle Vorkehrung zur Erhöhung der relativen Peilzuverlässigkeit besteht in der Auswahl eines Peilerkonzepts, das unter gleichen Verhältnissen systembedingt die geringste Peilfehlerwahrscheinlichkeit gewährleistet. The only sensible precaution to increase the relative DF reliability consists in the selection of a direction finder concept that is system-related under the same conditions the lowest DF error probability guaranteed.

In dieser Hinsicht erbringt das Summen-Differenz-Interferometerkonzept zwar eine wesentliche Verbesserung gegenüber dem Peilrahmen- und Adcockkonzept, es erreicht jedoch keineswegs das erreichbare Optimum. In this regard, the sum-difference interferometer concept provides a significant improvement compared to the DF frame and Adcock concept, however, it by no means achieves the optimum that can be achieved.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung gegenüber dem aufgezeigten Stand der Technik einen Mehrkanalpeiler zu schaffen, der in Verbindung mit einem Kreuzinterferometeran- tennensystem selbsttätig und unmittelbar eine winkeleindeutige Auswertung mit größtmöglicher Peilzuverlässigkeit gewährleistet. It is the object of the present invention over what has been shown Prior art to provide a multi-channel direction finder, which in conjunction with a Cross interferometer antenna system automatically and immediately an angularly unique evaluation with the greatest possible bearing reliability is guaranteed.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der gattungsgemäßen Art durch die Merkmale im kennzeichncnden Teil von Anaspruch 1 gelöst. This task is carried out with a facility of the generic type solved by the features in the characterizing part of claim 1.

Um den einrichtungsmäßigen Aufwand, der mit der Bereitstellung von vier- parallelen eigenstängig ausgebildeten Empfängerkanälen für gleichfrequente simultan Mehrkanalsignalaufbereitung verbunden-ist, wesentlich zu reduzieren, werden in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die einzelnen Empfangssignale zunächst in ein schmalbandiges Frequenzmultiplexsig-''nal.gleicheL Frequenzlage- umgesetzt, mittels nur eines Empfängerkanals aufbereitet und auf eine niedrige Zwischenfrequenz umgesetzt, und vor der Signalphasenauswertung wieder getrennt. In order to reduce the set-up effort associated with the provision of four parallel independent receiver channels for the same frequency simultaneous multi-channel signal processing-is connected to reduce significantly In a further embodiment of the invention, the individual received signals initially converted into a narrow-band frequency multiplexing - '' nal, same frequency position, processed using only one receiver channel and set to a low intermediate frequency implemented, and separated again before the signal phase evaluation.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen ferner darin, daß etwaige Peilfehler nur bei gestorten Empfangsver--hältnissen auftreten können, und die insbe;ondere bei kohärentem Mehrwellenempfang möglichen Abweichungen von der wahren Peilrichtung konzeptbedingt minimal sind. The advantages achieved by the invention are also that possible DF errors can only occur in the case of disturbed reception conditions, and the possible deviations from the, in particular with coherent multi-wave reception true bearing direction are minimal due to the concept.

Darüber hinaus nimmt die Größe der Peilfehler mit wachsender wellenlängenbezogener Interferometerbasislänge, d.h. zunehmender Frequenz vorteilhaft ab, wobei gleichzeitig das Inteferometerantennensystem im Gegensatz zum Peilrahmen- und Adcockkonzept bis zur vierfach größeren Inetrferometerbasislänge D=1# günstig genutzt werden kann. In addition, the size of the DF error increases with increasing wavelength-related Interferometer base length, i.e. increasing frequency advantageous from, with simultaneously the interferometer antenna system in contrast to the DF frame and Adcock concept bis can be used favorably for the four times larger interferometer base length D = 1 #.

Dadurch, daß die Bestimmung der Intereferenzphasen nicht auf indirekte Weise über Umwandlung in eine Signalamplitudenabhängigkeit und Auswertung derselben, sondern durch direkte Phasenmessung über die Signalamplitudennulldurchgänge erfolgt, ist die Peilauswertung amplitudenuncmpfind lich, was sich günstig auf Fehlereinflüsse durch schwundbedingte Amplitudenänderungen, oder systembedingte Amplitudenungleichheiten in den Signalaufbereitungskanälen auswirkt. Because the determination of the interference phases is not based on indirect Way of converting into a signal amplitude dependency and evaluating the same, but by direct phase measurement via the signal amplitude zero crossings, the DF evaluation is not sensitive to amplitude, which has a positive effect on error influences through shrinkage-related amplitude changes or system-related amplitude inequalities affects the signal conditioning channels.

Weitere vorteihafte Auswirkungen ergeben sich aus der schmalbandigen Frequenzmultiplexsignalverarbeitung in nur einem Empfängerkanal dadurch, daß der Amplituden- und Phasenqany für die einzelnen irequenzkomponenten des schmalbandigen Frequenzmultiplexsignals praktisch identisch ist, womit zeitraubende periodische Abgleich- und Kalibrierungsarbeiten entfallen.Further beneficial effects result from the narrow band Frequency division multiplexed signal processing in only a receiver channel in that the amplitude and phase qany for the individual frequency components of the narrow-band frequency division multiplex signal is practically identical, making it time-consuming periodic adjustment and calibration work is no longer necessary.

Im folgenden soll nun der Erfindungsgedanke anhand zweier Ausführungsbeispiele mit drei Zeichnungen näher erläutert werden. In the following, the idea of the invention will now be based on two exemplary embodiments are explained in more detail with three drawings.

Es zeigen: Fig. 1 das Blockschaltbild eines Vierkanalpeilers für gleichfrequente Interfereometerempfangssignalaufbereitun Fig. 2 das Blockschaltbild des Empfängerteils für die Frequenzmultiplexsignalaufbereitung, Fig. 3 die Frequenz zuordnung im Frequenzspektrum des Frequenzmultiplexsignals. 1 shows the block diagram of a four-channel direction finder for uniform frequency interferometer reception signal processing Fig. 2 shows the block diagram of the receiver part for the frequency multiplex signal processing, Fig. 3 the frequency assignment in the frequency spectrum of the frequency division multiplex signal.

Als Kreuzinterferometer ist in Fig. 1 eine Vierelementkreisgruppenantenne mit vier vertikal polarisierenden Dipoleinezelantennen 0, N, W uns S eingesetzt; vergleichbar mit einer Viereradcockantenne, jedoch mit dem Unterschied, daß die Zuführungen der Einzelantennen getrennt den vier Eingängen des Vierkanalpeilers zugeführt werden. Dabei sind die Einzelantennen 0 und W zu einem O-W Interferometer und die Einzelantennen N und S zu einem N-S Interferometer angeordnet. A four-element circular array antenna is shown in FIG. 1 as a cross interferometer with four vertically polarizing single dipole antennas 0, N, W and S used; comparable to a four-wheel cock antenna, but with the difference that the Individual antenna feeds separate from the four inputs of the four-channel direction finder are fed. The individual antennas 0 and W are an O-W interferometer and the individual antennas N and S are arranged to form an N-S interferometer.

In dem mit A bezeichneten Empfänger- oder Signalaufbereit,ungsteil werden die vier Interferometersignale in vier getrennten und nach dem Doppelüberlagerungverfahren in phaselocking Technik ausgebildete Empfängerkanälen 1 bis 4 mit der gemeinsamen Überlagerungoszillatoreinheit 5 gleichartig und phasentreu aufbereitet,und auf eine niedrige zweite Zwischenfrequenz von lkHz umgesetzt. Die Verstärkung der einzelnen Kanäle ist zweckmäßig so geregelt, daß die entsprechenden Ausgangssignale von der Eingangssignalstärke weitgehend unabhängig und zeitkonstant sind. In the receiver or signal processing section labeled A are the four interferometer signals in four separate and according to the double superposition method Receiver channels 1 to 4 trained in phase locking technology with the common Superposition oscillator unit 5 processed in the same way and true to phase, and on one low second intermediate frequency of 1 kHz implemented. The reinforcement of each Channels is appropriately regulated so that the corresponding output signals from the Input signal strength are largely independent and time-constant.

Der sich dem Empfängerteil A anschließende Signalverarbeitungsteil B enthält für jedes Zwischenfrequenzsignal je eine Nullimpulseinrichtung 6 bis 9, in der mittels eines Analogkomparators und eines Pulsgenerators zum Zeitpunkt des Schwin- gungsperiodenanfangsnulldurchgangs jeweils ein scharfer Schaltimpuls erzeugt wird. The signal processing part following the receiver part A. B contains a zero pulse device 6 to 9 for each intermediate frequency signal, in which by means of an analog comparator and a pulse generator at the time of Schwin- at the beginning of the transition period a sharp one Switching pulse is generated.

Zur erfindungsgemäß phasendifferenzproportionalen Signalauswertung werden nun die Schaltimpulse der das O-W Interferometer kennzeichnenden Nullimpulseinrichtungen 6 und 7 einer Zeitvergleicheinrichtung 10 zugeführt und parallel dazu die Schaltimpulse der Nullimpulseinrichtungen 8 und 9 des korrespondierenden N-S Interferometers der Zeitvergleicheinrichtung 11. Dabei übernehmen die jeweiligen Schaltimpulse der Nullimpulseinrichtungen 7 und 9 die Aufgabe von Bezugs- bzw. For signal evaluation proportional to the phase difference according to the invention are now the switching pulses of the zero pulse devices that characterize the O-W interferometer 6 and 7 are fed to a time comparison device 10 and, in parallel, the switching pulses of the zero pulse devices 8 and 9 of the corresponding N-S interferometer of Time comparison device 11. The respective switching pulses of the zero pulse devices take over 7 and 9 the task of reference or

Triggerimpulsen, während die Nullimpulseinrichtungen 6 und 8 als Löschimpulse wirken.Trigger pulses, while the zero pulse devices 6 and 8 as erase pulses works.

Die Messung der durch die jeweiligen Trigger- und Löschimpulspaare gekennzeichneten Zeitdifferenz.en in den Zeitvergleicheinrichtungen erfolgt zweckmäßig durch Integration einer zwischen Trigger- und Löschimpuls eingeschlossenen Impulsfolge eines Zählimpulsgenerators. Die Zeitintegralspannungen entsprechen, bis auf einen Proportionalfaktor, Phasendifferenzen im Winkelbereich 0°< P <3600. Da die Phasendifferenzen für die spätere Rechtwinkel-Polarkoordinatenumsetzung jedoch im Winkelbereich -1800( 9* <+1800 liegen muß, sorgt eine Vergleichs logik dafür, daß für Winkel 1800< P der Wert 3600, bzw. der entsprechende Spannungswert von den Integralspannungen subtrahiert wird. The measurement of the by the respective trigger and extinguishing pulse pairs marked Zeitdifferenz.en in the time comparison devices is expedient by integrating a pulse train enclosed between the trigger pulse and the extinguishing pulse a counting pulse generator. The time integral voltages correspond to, except for one Proportional factor, phase differences in the angular range 0 ° <P <3600. Since the Phase differences for the later right-angle polar coordinate conversion, however, are im Angular range -1800 (9 * <+1800 must be, a comparison logic ensures that that for angle 1800 <P the value 3600, or the corresponding voltage value of is subtracted from the integral voltages.

Die Zeit- bzw Phasendifferenzergebnisspannungen fallen im Zeittakt der Zwischenfrequenz zu Ende einer jeden Periode impulsartig an. The time or phase difference result voltages fall in time cycle the intermediate frequency at the end of each period pulse-like.

An die Nullimpulseinrichtungen schließen sich in Signalflußrichtung die Impuisanalogumsetzer 12 und 13 an, in denen sample&hold-Einrichtungen, durch die Phasendifferenzergebnisimpulse getriggert, die Ergebnisimpulshöhe abfragen, und über die Länge der folgenden vollen Periode konstant halten. Nachdem diese bei nicht zu schnellen Variationen der Phasendifferenzen sich stufenförmig ändernden GleichspannungsqignaIc nachfolgend über integrierende Tiefpaßfilter mit Grenzfrequenzen um 10 Hz geleitet werden, liegen am Ausgang des Signalverarbeitungsteils B zwei Analogsignale Ux und Uy vor, die eineindeutig den jeweiligen InterferenzEthasenwinkeln q)x und einer einzeln einfallenden Welle am O-W- und N-S Interferometer entsprechen. Sie korrespondieren auch gleichzeitig exakt mit den Rechtwinkelkomponenten des in die Azimutebene projezierten Peilvektors und damit auch mit den Zähler- und Nennergrößen der übergeordneten inversen tan-Funktion der G1. The zero pulse devices close in the direction of signal flow the pulse analog converters 12 and 13, in which sample & hold facilities, through the phase difference result pulses triggered, query the result pulse height, and keep it constant over the length of the following full period. After this at not too rapid variations of the phase differences changing in steps DC voltage qignaIc below via integrating low-pass filters with cut-off frequencies are passed around 10 Hz, there are two at the output of the signal processing part B. Analog signals Ux and Uy before that unambiguously the respective interference rabbit angles q) x and correspond to a single incident wave at the O-W and N-S interferometer. They also correspond exactly to the right-angle components of the in the azimuth plane projected bearing vector and thus also with the numerator and denominator sizes the higher-level inverse tan function of G1.

2, welche auch für die vorliegende Erfindung gilt.2, which also applies to the present invention.

Die beiden erfindungsgemäß derart phasendifferenzproportional aufbereiteten Interferenzphasensignale U und U werden x y nun in dem sich anschließenden Stignalauswertunysteil C wahlweise einer numerischen Auswertung für Digitalanzeige unterzogen, und/oder für eine analoge optische Auswertung mittels eines Sichtgeräts modifiziert. The two processed according to the invention in such a way that they are proportional to the phase difference Interference phase signals U and U are now x y in the subsequent Stignalauswertunysteil C optionally subjected to a numerical evaluation for digital display, and / or modified for an analog optical evaluation by means of a viewing device.

Diese Modifikation besteht in der zeitgleichen Modulation der Phasendifferenzgleichspannungen U und U in den Amplix y tudenmodulatoren 15 und 16, die z.B. als stark gegengekoppelte Verstärker ausgebildet sind, mit einem mittels des Niederfrequenzgenerators 18 erzeugten und vorzugsweise unipolar sägezahnförmigen Zeitsignal. Werden die so modifizierten Phasendifferenzsignale Ux und U auf einem extern angeschlossey nen Sichtgerät dargestellt, so ergibt sich die erwünschte Peilung wegen der vollständigen Verarbeitung aller in den Interferometerempfangssignalen enthaltenen Phaseninformationen in einer winkeleindeutigen, azimutalen, radialstrichförmigen Vektordarstellung. This modification consists in the simultaneous modulation of the phase difference DC voltages U and U in the Amplix y tuden modulators 15 and 16, e.g. as strongly negative feedback Amplifiers are designed with a generated by means of the low frequency generator 18 and preferably unipolar sawtooth-shaped time signal. Will the so modified Phase difference signals Ux and U shown on an externally connected display device, this results in the desired bearing because of the complete processing of all phase information contained in the interferometer reception signals in an angularly unique, azimuthal, radial line-shaped vector illustration.

Für die numerische Auswertung werden die Signale U und U x y in den beiden taktsynchronisierten Analog-Digitalumsetzern 17 und 18 in eine geeignete digitale Form gebracht und als Rechtwinkelkomponenten des Ergebnisvektors dem periodisch arbeitenden digitalen Rechtwinkel-Polarkoordinatenumsetzer 19 zugeführt, der vorzugsweise durch einen Microprocessor gebildet wird. In der Folge dieser phasendifferenzsignalkomponentenumsetzung ergibt sich als Winkelkomponente direkt der Peilazimutwinkel , der dann mithilfe des Winkelumsetzers 20 noch in den Vollkreiswinkelbereich °°< XP2 <360 transponiert wird.For the numerical evaluation the signals U and U x y are in the two clock-synchronized analog-digital converters 17 and 18 into a suitable one brought digital form and periodically as right-angled components of the result vector working digital right-angle polar coordinate converter 19 supplied, which is preferably is formed by a microprocessor. As a result of this phase difference signal component conversion The bearing azimuth angle results as the angle component, which is then calculated with the help of of the angle converter 20 is still transposed into the full circle angle range °° <XP2 <360 will.

Demgegenüber stellt die Radiusvektorkomponente nicht gleich den Peilelevationswinkel e dar, sondern erst in der Form U#=#D/#cos# . Daher wird in einer Normierungseinrichtung 21 zunächst der Faktor #D/# , in dem die Variable # von der Frequenz des ersten Überlagerungsoszillators der Überlagerungsoszillatoreinheit 5 hergeleitet wird, eliminiert und das Zwischenergebnis einer nichtlinearen Rechenoperation inform der inversen cos-Funktion in der Rechnereinheit 22 unterzogen, wonach auch der Peilelevationswinkel e in digitaler Form vorliegt. In contrast, the radius vector component does not equal the bearing elevation angle e, but only in the form U # = # D / # cos #. Therefore, in a Normalization device 21 first of all the factor # D / #, in which the variable # of the Frequency of the first local oscillator of the local oscillator unit 5 is derived, and the intermediate result of a non-linear arithmetic operation is eliminated inform of the inverse cos function in the computer unit 22, after which also the bearing elevation angle e is available in digital form.

Im folgenden wird in einer Weiterbildung der Erfindung anhand der Fig. 2 eine zweckmäßige Modifikation des Empfängerteils A beschrieben, bei der nur ein Empfängerkanal verwendet wird. Dazu werden die Empfangssignale der Interferometereinzelantennen O,N,W und S in den Mischstufen 28 bis 31 mit verschiedenen Niederfrequenzen fO, fN,fW und fS moduliert und damit ein schmalbandiges um die Empfangssignalfrequenz fE spektral verteiltes Frequenzmultiplexsignal erzeugt, dessen Frequenzspektrum in Fig. 3 dargestellt ist. Erfindungsgemäß sind die Modulationsfrequenzen so gewählt, daß die im Frequenzspektrum mit den jeweiligen Interferometerempfangssignalen korrespondierenden Seitenbandfrequenzen fE S und fE E-N' E-W und fE-O, fE+O und fE+W' sowie fE+N und fE+S paarweise benachbart liegen und die gleiche Frequenzdifferenz besitzen, welche genau der zweiten Zwischenfrequenz der Vierkanalausführung A in Fig. 1 entspricht und bei 1kHz liegt. Die Modulationssignale werden phasenstarr mithilfe der Frequenzteiler 23 bis 26 von einem gemeinsamen Generator 27 im 100kHz-Bereich hergeleitet, wobei die einzelnen Teilerverhältnisse nl bis n4 von den gewählten Modulationsfrequenzen abhängen. In the following, in a development of the invention with reference to Fig. 2 describes an appropriate modification of the receiver part A, in which only a receiver channel is used. For this purpose, the received signals of the interferometer individual antennas O, N, W and S in the mixer stages 28 to 31 with different low frequencies fO, fN, fW and fS modulated and thus a narrow band around the received signal frequency fE spectrally distributed frequency multiplex signal is generated, its frequency spectrum is shown in FIG. 3. According to the invention, the modulation frequencies are chosen so that that the corresponding in the frequency spectrum with the respective interferometer received signals Sideband frequencies fE S and fE E-N 'E-W and fE-O, fE + O and fE + W' as well as fE + N and fE + S are adjacent in pairs and have the same frequency difference, which corresponds exactly to the second intermediate frequency of the four-channel version A in FIG and is at 1kHz. The modulation signals are phase-locked with the help of the frequency divider 23 to 26 derived from a common generator 27 in the 100 kHz range, with the individual division ratios nl to n4 of the selected modulation frequencies depend.

Die weitere Signalaufbereitung des derart erzeugten Frequenzmultiplexsignals erfolgt in einem bis auf den zweiten Zwischenfrequenzteil mit der Vierkanalempfängerausführung identischen Empfänger 32 mit der gleichen Überlagerungsoszillatoreinheit 5. Am Signalausgang des Einkanalempfängers erfolgt dann in der ersten Zwischenfrequenzlage eine Trennung der um den Betrag der zweiten Zwischenfrequenz verschiedenen Seitenbandsignalpaare des Zwichenfrequenzmultiplexsignals durch die Bandpaßfilter 33 bis 36 entsprechend der in Fig. 3 dargestellten Filterkurven F1 bis E4. In den nachfolgenden Demodulatorstufen 37 bis 40 werden die Zwischenfrequenzsignal paare (fE-S, fE-N), (fE+N, fE+S), (fE-W, fE-O) und (fE+O, fE+W) demoduliert und mittels der auf die Differenzfrequenz abgestimmten Bandpaßfilter 41 bis 44 auf vier Zwischenfrequenzsignale umgesetzt, die mit denen der Vierkanalausführung identisch sind und in gleicher Weise weiterverarbeitet werden. The further signal processing of the frequency division multiplex signal generated in this way takes place in one up to the second intermediate frequency part with the four-channel receiver version identical receiver 32 with the same local oscillator unit 5. At the signal output of the single-channel receiver is then separated in the first intermediate frequency position the sideband signal pairs which differ by the amount of the second intermediate frequency of the intermediate frequency division multiplexed signal through the band-pass filters 33 to 36, respectively that in Fig. 3 shown filter curves F1 to E4. In the following Demodulator stages 37 to 40 are the intermediate frequency signal pairs (fE-S, fE-N), (fE + N, fE + S), (fE-W, fE-O) and (fE + O, fE + W) and using the Difference frequency matched bandpass filter 41 to 44 to four intermediate frequency signals implemented, which are identical to those of the four-channel version and in the same way Way to be further processed.

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Claims

Claims: 1. Multi-channel direction finder based on the phase-time difference interferometer principle using orthogonal interferometer antenna pairs for unique and Determination of the location direction of radio transmitters with minimal error, especially with Reception of several simultaneously incident coherent waves, characterized in that, that a) in the receiver part for each individual antenna of the antenna system an independent one Receiving channel is provided in which the respective received signals are simultaneous from each other are processed separately and in phase, b) in the signal processing part each Interferometer element of the antenna system is an independent phase measuring device is assigned, by means of which the respective alternating signal phase difference of the individual interferometer characterizing and suitably processed received signal pairs is determined simultaneously, c) the phase measuring devices a phase difference proportional Output signal quantity supplies, d) in the signal evaluation part that is independent for each orthogonal interferometer antenna pair assigned two respective phase difference signal quantities corresponding to a coordinate transformation of right-angle components into polar components implemented.

2. Multi-channel direction finder according to claim 1, characterized in that im Receiver part of the feature a) all input signals by means of frequency-different phase-locked modulation initially into a narrow-band frequency division multiplex signal implemented and separated again appropriately after appropriate signal processing.

3. Multi-channel direction finder according to claim 2, characterized in that each Received signal pair of an interferometer element in the spectral range of the frequency division multiplex signal an adjacent signal frequency pad is assigned.

4. Multi-channel direction finder according to claim 3, characterized in that the frequency-modified received signals processed in a single receiver channel and converted into a suitable intermediate frequency position.

5. Multi-channel direction finder according to claim 4, characterized in that for Recovery of the original received signal information of each signal frequency pair both in the lower and in the upper sideband position of the frequency division multiplex signal filtered out by a filter with just sufficient passband bandwidth hp, mixed back and inform of the frequency difference corresponding to the frequency difference alternating signal to be provided.

6. Multi-channel direction finder according to claim 5, characterized in that representative for each interferometer received signal pair those obtained by backmixing the lower and upper sideband signal frequency pair resulting two difference frequency signals can be used for signal phase evaluation.

7. Multi-channel direction finder according to claim 1 to 6, characterized in that that the signal phase difference measurement of feature b) takes place independently of the amplitude.

8. Multi-channel direction finder according to claim 7, characterized in that the Functioning of the phase measuring device of feature c) on the principle of time difference measurement the alternating signal amplitude zero crossings.

9. Multi-channel direction finder according to claim 8, characterized in that the Time difference measurement by integrating a counting pulse sequence in analog or digital Way done.

10. Multi-channel direction finder according to claim 9, characterized in that the phase difference proportional output signal quantities of the phase measuring device of the Characteristic c) are quasi-DC voltage-shaped amplitude signal quantities.

11. Multi-channel direction finder according to claim 10, characterized in that that the coordinate transformation of feature d) after previous digitization the phase difference signal quantities in a digitally computational manner in a periodic time cycle he follows.

12. Multi-channel direction finder according to claim 11, characterized in that with computational evaluation of the DF result after execution of the coordinate transformation from the radius vector component by means of non-linear arithmetic operations in addition to the Azimuth angle and the elevation angle of the direction of incidence of the wave is determined.