DE1802654C

DE1802654C - Method for compensating the bearing error resulting from gain differences in multi-channel direction finders

Info

Publication number: DE1802654C
Authority: DE
Inventors: Harald Dipl.-Ing. 8000 München Grammüller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Publication date: 1972-05-10

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Kompensation des von VerstärkungsdilTerenzen herrührenden Peilfehlers bei Mehrkanalpeilem durch periodische Kanalvertauschung und Mittelwertbildung. The invention relates to a method for compensating for that resulting from gain differences Bearing error in multi-channel direction finders due to periodic channel swapping and averaging.

Die verschiedenen Mehrkanal-Monopulsverfahren beispielsweise liefern eine falsche Anzeige der Zielrichtung, wenn ihre parallelen Signalwege unterschiedliche Ubertragungseigenschaften aufweisen. Benutzt man das Amplitudenvergleichsverfahren, so ist dieser Peilfehler allein abhängig von den Verstärkungsunterschieden der parallelen Kanäle, da lediglich in den Signalamplituden die Richtungsinformation enthalten ist. Findet dagegen das Summen-Differenzverfahren Anwendung, so werden die Ziele in der Peilachsenrichtung stets genau angezeigt, während sich für alle anderen Richtungen Peilfehler ergeben. Zu diesem Fehler tragen hierbei sowohl Phasen- wie Verstärkungsdifferenzen der parallelen Signalwege bei. weil die Richtungsinformation in der Amplitude und der Phase der Signale steckt.The different multi-channel monopulse processes for example, provide a false indication of the direction of destination if their parallel signal paths are different Have transmission properties. If the amplitude comparison method is used, this is it DF error solely dependent on the gain differences of the parallel channels, since only in the Signal amplitudes that contain directional information. On the other hand, finds the sum-difference method Application, the targets in the bearing axis direction are always displayed accurately, while for all other directions result in bearing errors. Both phase and gain differences contribute to this error of the parallel signal paths. because the direction information in the amplitude and the Phase of the signals is stuck.

Aus den deutschen Auslegeschriften 1 080 158 und I 115 790 sind Funkpeiler mi; Kompensation des von Verstärkungsdifferenzen in zwei verschiedenen Kanälen herrührenden Peilfehlers durch periodische Kanalvertauschung und anschließende Mittelwertbildung bekannt. Eine vollständige Kompensation der Verstärkungsdifferenzen kann jedoch nicht erreicht werden.From the German Auslegeschriften 1 080 158 and I 115 790 radio direction finder mi; Compensation of the bearing error caused by gain differences in two different channels due to periodic Channel swap and subsequent averaging known. A full compensation however, the gain differences cannot be achieved.

Der Erfindung liegt die Aufpabe zugrunde, den durch Verstärkungsunterschiede paralleler Kanäle entstehenden Peilfehler bei Mehrkanalpeilem völlig zu kompensieren und somit z. B. eine völlige Kompensation des durch die verschiedenen Ubertragungseigenschaften der Kanäle bedingten Pcilfehlers beim Amplitudenvergleichsverfahren zu erzielen.The invention is based on the task DF errors in multi-channel direction finders completely caused by differences in the gain of parallel channels to compensate and thus z. B. a complete compensation of the various transmission properties of the channels conditional Pcil error to achieve in the amplitude comparison method.

Gemäß der Erfindung, die sich auf ein Verfahren der eingangs genannten Art bezieht, wird diese Aufgabe in einfacher Weise gelöst durch die Anwendung bei Peilern nach dem Monopuls-Prinzip, bei denen Verstärker mit logarithmischen Kennlinien verwendet sind. Es wird hiermit ermöglicht, die hohen Anforderungen hinsichtlich der Gleichheit und der Stabilität der Signalwege zu reduzieren. Außerdem erübrigen sich ein Ncuabglcich der Signalkanäle bei Alterung und damit verbundene Reparaturen. Eine genaue Anzeige der Zielrichtung wird zudem auch bei Abweichungen der Zielrichtung von der Peilachse erreicht. Die Unabhängigkeit des Monopuls-Amplitudcnvcrgleichsverfahrens von Phasendifferenzen der parallelen Verstärkerzüge gestattet eine völlige Kompensation des durch die Ungleichheit der Kanäle verursachten Pcilfehlers.According to the invention, which relates to a method of the type mentioned at the outset, this object is achieved solved in a simple way by the application in direction finders according to the monopulse principle, in which Amplifiers with logarithmic characteristics are used. This enables the high requirements with regard to the equality and stability of the signal paths. Also, superfluous The signal channels become less stable with aging and associated repairs. An exact The target direction is also displayed if the target direction deviates from the bearing axis achieved. The independence of the monopulse amplitude comparison method of phase differences of the parallel amplifier trains allows complete compensation of the pitch error caused by the inequality of the channels.

Die Erfindung wird an Hand zweier Figuren näher erläutert.The invention is explained in more detail on the basis of two figures.

F t g, I zeigt ein Blockschaltbild zur Durchführung eines bekannten Monopuls-AmplitudenverglejchsverfahrenE. Die beiden Erreger 2 und 3 einer Monopulsantenne 1 empfangen die von der Winkellage des Zieles abhängigen Signale A₁(If) und Α₂(ψ). In zwei Mischern 5 und 6, die von-der Ausgangsfrequenz eines Oszillators 4 angesteuert sind, wird die Träger-F tg, I shows a block diagram for carrying out a known monopulse amplitude comparison method. The two exciters 2 and 3 of a monopulse antenna 1 receive the signals A ₁ (If) and Α ₂ (ψ), which are dependent on the angular position of the target. In two mixers 5 and 6, which are controlled by the output frequency of an oscillator 4, the carrier is

'° frequenz dieser beiden Signale in eine für zwei logarithmische Verstärker 7,8 passende Zwischen frequenzlage herabgesetzt. Die verstärkten und logarithmierten Ausgangssignale der beiden ZF-Verstärker 7 und 8 werden, bevor ein Richtungssignal FS gebildet wird,The frequency of these two signals is reduced to an intermediate frequency position suitable for two logarithmic amplifiers 7, 8. The amplified and logarithmic output signals of the two IF amplifiers 7 and 8 are, before a direction signal FS is formed,

■5 in Gleichrichterschaltungen 9 und 10 gleichgerichtet. Das Amplitudenverfahren ist unabhängig von etwaigen Differenzen des Phasenganges der parallelen Signalwege I und II. Das Richtungssignal FS wird durch Subtraktion der Ausgangssignale der Kanäle I und II■ 5 rectified in rectifier circuits 9 and 10. The amplitude method is independent of any Differences in the phase response of the parallel signal paths I and II. The direction signal FS is through Subtract the output signals of channels I and II

so in einem Netzwerk 11 gewonnen.so won in a network 11.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel zur Durchführung eines Amplitudenvergleichsverfahrens mit Fehlerkompensation nach der Erfindung. Das diesbezügliche Blockschaltbild ist gegenüber der An-Fig. 2 shows an embodiment for implementation an amplitude comparison method with error compensation according to the invention. The related The block diagram is opposite to the

*5 Ordnung in Fig. 1 um zwei Schalteinrichtungen 12* 5 order in FIG. 1 by two switching devices 12

und 13 sowie einer Schaltung zur linearen Mittelungand 13 and a circuit for linear averaging

* von Signalen erweitert. Die Schalteinrichtungen 12* extended by signals. The switching devices 12

und 13 dienen dazu, wechselweise die Empfangssignaleand 13 serve to alternately receive the received signals

z. B. bei Puls-Radaranlagen mit der Pulsfolgefrequenz auf die Verstärkungskanäle I und II zu geben. Das Ausgangssignal des die Subtraktion durchführenden Netzwerks 11 wird zur linearen Mittelwertbildung zweier aufeinanderfolgender Richtungssignale aus den beiden Kanälen über einen, synchron mit der Kanaiivertauschung arbeitenden Schalter 17 an getrennte Speichereinrichtungen 15 und 16 geführt und einem nachfolgenden Summierglied 14 zugeleitet. Haben die beiden Kanäle I und II die unterschiedlichen Verstärkungen V und V+ IK, so ergibt sich für das Richtungssignal FS beim bisherigen Verfahren nach der Schaltung in F i g. 1 der Wertz. B. to give in pulse radar systems with the pulse repetition frequency on the amplification channels I and II. The output signal of the network 11 performing the subtraction is fed to separate storage devices 15 and 16 for the linear averaging of two consecutive direction signals from the two channels via a switch 17 operating synchronously with the channel swapping and fed to a subsequent summing element 14. If the two channels I and II have the different gains V and V + IK, the result for the direction signal FS in the previous method according to the circuit in FIG. 1 the value

^FS = ^log I '$,] · y/iν ^FS = ^log I '$,] · y / i ν

d. h.. das Richtungssignal ist nicht nur abhängig von den Antenncnsignalen, sondern auch von den Ver-Stärkungen der Kanäle I und II. Wendet man das in F i g. 2 dargestellte Verfahren an. so ergibt sich für zwei aufeinanderfolgende Richtungssignale FSl und FS2d. h .. the direction signal is not only dependent on the antenna signals, but also on the amplifications of channels I and II. If one applies that in FIG. 2 procedure. so it results for two successive direction signals FS1 and FS2

Sl = log \^> Sl = log \ ^>

FS 2FS 2

(K+ .1 V)(K + .1 V)

Durch die Mittelwertbildung der zwei Rjchtungssignale FSl und FS2 ergibt sichThe averaging of the two direction signals FS1 and FS2 results

s-ls-l

"■<"■ <

Γ-'ΙιΜ. ifjt-U^'Γ-'ΙιΜ. ifjt-U ^ '

FS =FS =

τ·*τ *

(K+ IK)'(K + IK) '

Uv)Uv)

I K) A₁U₁) V IK) A ₁ U ₁ ) V

Daraus zeigt sich, daß der lineare Mittelwert zweier aufeinanderfolgender Signale unabhängig von den Verstärkungsdifferenzen der parallelen Signalkanäle I und II ist und damit die gesuchte richtige Information über die Winkellage des Zieles angibt. Die völlige Kompensation des Fehlers durch Verstärkungsdifferenzen ist die Folge der Mittelung von Logarithmen.This shows that the linear mean value of two successive signals is independent of the Gain differences of the parallel signal channels I and II is and thus the correct information sought indicates the angular position of the target. The complete compensation of the error through gain differences is the result of averaging logarithms.

Claims

15 claims:

1. Method for compensating for the rapid error caused by gain differences in multi-channel direction finders by periodic ¹ : channel swapping and averaging, characterized by the application in direction finders based on the monopulse principle, in which amplifiers with logarithmic characteristics are used.

2. Circuit for performing the method according to claim 1, characterized in that a switching device (12) is connected to the exciter (2, 3) of the monopulse antenna (1) and alternately the received signals, e.g. B. in pulse radar systems with the pulse repetition rate, the various Exciter (2, 3) on each of the signal channels (I, II) gives that following this switching device (12) a mixer (S, 6) is arranged in each signal channel, which the carrier frequency of the received signals for each signal channel (I, II) into one for a subsequent logarithmic Amplifier (7, 8) reduces the appropriate intermediate frequency position that after the logarithmic amplifier (7,8) in each signal channel (I, II) a rectifier (9, 10) harbors, the output side mi ', one second switching device (13) is connected, the converted, amplified and logarithmized Received signals alternately and in the same rhythm as with the first switching device (12) to a network (11) serving to subtract the amplitudes of the output signals that for linear averaging of two consecutive direction signals from the two channels (I. II) at the output of the network (11) a switch working synchronously with the channel swapping (17) is connected to the output signal! of the network (11) according to the switch position leads to two separate storage devices (15. 16), and that the outputs of the storage devices (IS, 16) are connected to a subsequent summing element (14).

1 sheet of drawings