DE2625719C1

DE2625719C1 - Location system with separately installed sensors for the intersection between a hyperbola (transit time difference) and a straight line

Info

Publication number: DE2625719C1
Application number: DE19762625719
Authority: DE
Inventors: Klaus Loehr
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-06-09
Filing date: 1976-06-09
Publication date: 1991-03-28
Anticipated expiration: 1996-06-10

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ortungssystem mit zwei örtlich in einem bestimmten Abstand bei verschiedenen Sta tionen getrennt aufgestellten Sensoren, welche die von einem strahlenden Objekt ausgehende, modulierte Strahlung erfassen, wobei die Empfangssignale in einem Korrelator einer Kreuz korrelation unterworfen werden und die zur Bildung des Kreuz korrelationsmaximums benötigte Zeitverzögerung - ggf. unter ergänzender Berücksichtigung der sich durch den Aufbau erge benden sonstigen Zeitverzögerungen - zur Ortsbestimmung nach der Laufzeit-Differenzmethode in Form einer Hyperbelfunktion als Ortskurve herangezogen ist, und wobei einer der Sensoren eine entsprechend scharfe Bündelung aufweist und den aufgrund einer Such-Abtastbewegung festgestellten Einfallswinkel des Objektes über einen Winkelgeber erfaßt und einem Entfernungs rechner zuleitet, welcher durch Kombination dieser Richtungs information und der Hyperbelfunktion die Zielkoordinaten des Objektes dadurch bestimmt, daß die Hyperbelfunktion mit der durch die Winkelbestimmung mittels des gerichteten Sensors für die Einfallsrichtung der Strahlung ermittelten Geraden geschnitten wird, wobei der Schnittpunkt die Zielposition des Objektes angibt.The invention relates to a location system with two locally at a certain distance at different sta separately installed sensors, which are connected by a detect radiating object outgoing, modulated radiation, the received signals in a correlator of a cross correlation and the formation of the cross correlation maximums required time delay - if necessary under additional consideration of the erge through the construction other time delays - to determine the location the runtime difference method in the form of a hyperbolic function is used as a locus, and one of the sensors has a correspondingly sharp bundling and due to a search scanning movement detected angle of incidence of the Object detected via an angle encoder and a distance computer, which by combining this direction information and the hyperbolic function the target coordinates of the Object determined by the fact that the hyperbolic function with the by determining the angle using the directional sensor straight line determined for the direction of incidence of the radiation is cut, where the intersection is the target position of the object.

Ein Ortungssystem dieser Art ist aus der US-PS 32 12 091 be kannt. Dort ist jedoch der zweite Sensor als Antenne ausge bildet, die nur eine sehr schwache Bündelung aufweist. A location system of this type is from US-PS 32 12 091 knows. There, however, the second sensor is an antenna forms, which has only a very weak bundling.

Aus diesem Grund kann bei dieser Antenne auch keine brauchbare Winkelinformation gewonnen werden. Dies hat zur Folge, daß der Korrelationsvorgang jeweils über die ganze maximal mögliche Laufzeitdifferenz erstreckt werden muß, was zeitraubend und aufwendig ist.For this reason, this antenna cannot be used Angle information can be obtained. As a result, the Correlation process over the entire maximum possible Term difference must be extended, which is time consuming and is complex.

Aus dem Buch von Stanner "Leitfaden der Funkortung" 1952, Sei ten 16 bis 22 und 42, ist es bekannt, daß durch die Kombination zweier Standlinien, beispielsweise durch zwei Richtungsbestimmungen, die Ortung eines Zieles möglich ist.From the book by Stanner "Leitleitung der Funkortung" 1952, Sei ten 16 to 22 and 42, it is known that by the combination two stand lines, for example by two directions, the Location of a destination is possible.

Aus der DE-OS 20 25 850 ist ein Verfahren zur Ortung von Signale abgebenden Objekten bekannt, bei dem mindestens drei örtlich ge trennt angeordnete Empfänger vorgesehen sind. Mit Hilfe von Lauf zeitgliedern wird ein in allen drei Signalen enthaltenes, von einer einzigen Quelle stammendes Nutzsignal ermittelt. Weiterhin ist ein Koordinatengeber vorgesehen, dem die Koordinaten eines bestimmten Punktes in einem zu überwachenden Bereich vorgegeben werden. Die Laufzeitglieder werden nach Maßgabe dieser vorgege benen Koordinaten getrennt eingestellt und ein aus den damit um bestimmte Zeiten gegenseitig verzögerten Signalen ermitteltes Ergebnissignal auf einem mit den vom Koordinatengeber vorgege benen Koordinaten gesteuerten Sichtgerät angezeigt.DE-OS 20 25 850 describes a method for locating signals known objects, in which at least three ge ge separately arranged receivers are provided. With the help of barrel A time element is included in all three signals, from useful signal originating from a single source is determined. Farther a coordinate generator is provided to which the coordinates of a specified point in an area to be monitored will. The term elements are specified in accordance with these Coordinates set separately and one from the certain times determined mutually delayed signals Result signal on one with those specified by the coordinate transmitter displayed coordinate controlled display device.

Da hierfür mindestens drei örtlich getrennt angeordnete Empfänger erforderlich sind, ist die für dieses Ortungsverfahren benötigte Ausstattung ziemlich umfangreich. Außerdem erfordert die Be stimmung der Ziele mittels einstellbarer Laufzeitglieder und mit einer nachfolgenden Überprüfung des Ergebnisses ebenfalls einen gewissen nicht unerheblichen Aufwand. Schließlich ist der Zeitbedarf für die Durchführung des Verfahrens nicht unerheb lich, was vor allem bei schnellen zu erfassenden Zielen zu Schwierigkeiten führt. As there are at least three receivers arranged in separate locations is required is the one required for this location procedure Equipment quite extensive. In addition, the Be adjustment of the goals by means of adjustable term elements and with a subsequent review of the result as well a certain not inconsiderable effort. After all, that is Time required to carry out the process is not insignificant Lich, which is especially important when it comes to quick targets Leads to difficulties.

Aus dem Buch von Skolnik "Introduction to Radar Systems" 1962, Seiten 420 und 421 ist es bekannt, daß ein Autokorrelations empfänger als Höhenmesser verwendet werden kann.From Skolnik's book "Introduction to Radar Systems" 1962, Pages 420 and 421 it is known that an autocorrelation receiver can be used as an altimeter.

Bei der Ortung von strahlenden Objekten liegen jedoch insofern etwas andere Verhältnisse als bei einem Höhenmesser vor, als nicht die eigene ausgestrahlte Strahlung nach einer Reflexion wieder empfangen und ausgewertet werden kann, sondern die Strah lung eines fremden, unbekannten Objektes von unbekannter Lage erfaßt werden soll. Besonders interessant sind derartige Ortungs systeme dann anwendbar, wenn fremde Störer lokalisiert werden können. Beispielsweise tarnen sich Flugobjekte gegen eine akti ve Ortung (Radar) dadurch, daß ein breitbandiges Störsignal aus gesendet wird. Dadurch wird vermieden, daß sich das Radargerät durch einen Frequenzwechsel dem Störversuch entziehen kann. Dies hat zur Folge, daß das jeweilige Radargerät in der Richtung des Störers praktisch keine Nutzsignale mehr empfangen kann bzw. der Empfang stark geschwächt oder erschwert ist.In this respect, however, the location of radiating objects lies slightly different conditions than with an altimeter before not your own emitted radiation after reflection can be received and evaluated again, but the beam development of a foreign, unknown object from an unknown location to be recorded. Locations of this type are particularly interesting systems can be used when external interferers are located can. For example, flying objects camouflage themselves against an acti ve locating (radar) in that a broadband interference signal is sent. This will prevent the radar can withdraw from interference attempts by changing the frequency. This has the consequence that the respective radar in the direction of Störers can hardly receive any useful signals or the Reception is severely weakened or difficult.

Der vorliegenden Erfindung, welche sich auf eine Ortungssystem der eingangs genannten Art bezieht, liegt die Aufgabe zugrunde, den für die Ortsbestimmung störender fremder Strahlungsquellen erforderlichen Korrelationsvorgang möglichst schnell und wenig aufwendig ablaufen zu lassen. Gemäß der Erfindung wird dies da durch erreicht, daß in an sich bekannter Weise auch der andere Sensor eine Richtcharakteristik aufweist und die Richtung des Einfallswinkels der von dem Objekt kommenden Strahlung durch entsprechende Abtastbewegungen festgestellt wird, daß zu einer groben Entfernungsbestimmung die von den beiden Sensoren gemes senen Einfallswinkel in einem Winkelrechner zusammengeführt sind, daß aufgrund der im Winkelrechner ungefähr ermittelten Objektpo sition der daraus resultierende Laufzeitunterschied festge stellt wird und daß eine einem der Empfänger nachgeschaltete Verzögerungseinrichtung so eingestellt wird, daß die beim Korre lator gleichzeitig eintreffenden Signale nahezu die gleiche, das Kreuz-Korrelationsmaximum ergebende Modulationsfunktion auf weisen. The present invention, which relates to a location system of the type mentioned in the introduction, the task is based the external radiation sources that are interfering with the location required correlation process as quickly and little to run complex. According to the invention this will be there achieved by that the other in a manner known per se Sensor has a directional characteristic and the direction of the Angle of incidence of the radiation coming from the object Corresponding scanning movements are found to lead to a rough determination of the distance measured by the two sensors its angle of incidence are combined in an angle calculator, that due to the object position determined approximately in the angle calculator the resulting runtime difference is placed and that one downstream of the receiver Delay device is set so that the correct signals arriving at the same time almost the same, the cross-correlation maximum modulation function point.

Da hierbei nur zwei Empfänger notwendig sind, läßt sich der Aufwand gegenüber solchen Verfahren verringern, bei denen drei Empfänger benötigt werden (z. B. Triangulationsverfahren, die außerdem den Nachteil haben, daß virtuelle Ziele entstehen). Aufgrund der durch die Winkelmessung bei beiden Sensoren er folgenden groben Entfernungsbestimmung läßt sich die Verzöge rungseinrichtung beim Korrelator so steuern, daß mit einem geringen Zeitbedarf rasch das Kreuzkorrelationsmaximum gefunden wird. Dies hat auch zur Folge, daß der benötigte Speicherauf wand für die Durchführung der Korrelation geringer gehalten werden kann.Since only two receivers are required, the Reduce effort over such procedures where three Receivers are required (e.g. triangulation method, the also have the disadvantage that virtual targets arise). Due to the angular measurement of both sensors The following rough determination of the distance can be the delays Control device at the correlator so that with a quickly found the cross correlation maximum becomes. This also means that the required memory is open wall was kept lower for the implementation of the correlation can be.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß auch mehrere Störer, die örtlich getrennt auftreten, einzeln erfaßbar sind, während bei Verwendung eines ungerichteten oder wenig bündelnden Sensors in diesem Fall Schwierigkeiten bei der Durchführung der Korrelation aufreten.Another advantage of the invention is that Several interferers, which occur separately, can be recorded individually are while using an undirected or little bundling sensor in this case difficulties in Perform the correlation.

Die Erfindung sowie deren Weiterbildungen werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigenThe invention and its developments are as follows explained in more detail with reference to drawings. Show it

Fig. 1 eine bekannte Anordnung mit einem gerichteten und einem ungerichteten Sensor, Fig. 1 shows a known arrangement with a directional and non-directional sensor,

Fig. 2 die Verhältnisse bei Verwendung eines gerichteten und eines ungerichteten Sensors, Fig. 2 shows the conditions when using a directed and undirected of a sensor,

Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 3 shows an embodiment of the invention,

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel für eine mit einem Radargerät kombinierte Anlage, Fig. 4 shows an embodiment for a combined with a radar system,

Fig. 5 die Kreuzkorrelationsfunktion, Fig. 5 shows the cross-correlation function,

Fig. 6 das Spektrum vor dem Mischen, Fig. 6 shows the spectrum prior to mixing,

Fig. 7 das Spektrum nach dem Mischen, Fig. 7 shows the spectrum after mixing,

Fig. 8 die Autokorrelationsfunktion des bandbegrenzten Signals, Fig. 8 shows the autocorrelation function of the band-limited signal,

Fig. 9 Annäherung für Hyperbeläste, Fig. 9 approximation for hyperbola,

Fig. 10 Kurvenscharen für verschiedene Hyperbelzahlen, Fig. 10 families of curves for different Hyperbelzahlen,

Fig. 11 ein Leistungsspektrum, Fig. 11 is a power spectrum,

Fig. 12 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 12 shows a further embodiment of the invention,

Fig. 13 einen Parallel-Korrelator, Fig. 13 is a parallel correlator,

Fig. 14 einen Korrelator mit Berücksichtigung der Laufzeit, Fig. 14 a correlator with light of the period,

Fig. 15 ein Quantisierungsschema für 1 bit, Fig. 15, a quantization scheme for 1 bit,

Fig. 16 ein Quantisierungsschema für 2 bit, Fig. 16 is a quantization scheme for 2 bit,

Fig. 17 ein modifiziertes 2-bit-Quantisierungsschema, Fig. 17, a modified 2-bit quantization scheme,

Fig. 18 einen Integrationstiefpaß für die 1-bit-Korrelation.18 shows an integration low pass for the 1-bit correlation.

In Fig. 1 ist ein zu erfassendes strahlendes (bevorzugt Stör strahlung aussendendes) Zielobjekt mit ZO bezeichnet. Zur Er fassung sind zwei Sensoren S1 und S2 vorgesehen, die in einem Abstand B angeordnet sind. Bei den Sensoren kann es sich je nach der zu empfangenden Strahlung um Antennen oder um sonstige, z. B. optische Sensoren handeln. Bekanntlich muß mindestens einer der Sensoren eine scharfe Bündelung aufweisen. Im vorliegenden Beispiel ist angenommen, daß der Sensor S1 eine scharf bündelnde Richt charakteristik hat, deren Öffnungswinkel mit α₁ bezeichnet ist. Der Sensor S2 kann bei der bekannten Anordnung für Rundumempfang ausgebildet oder schwach gerichtet sein. Dem Sensor S2 ist ein Empfänger E2 nachgeschaltet, welcher die empfangenen Signale demoduliert und einer Datenausgabeeinrichtung DA zuführt. Über eine größere Übertragungsstrecke UL werden die so gewonnenen Daten einem Korrelator KR zugeführt. Bei der Datenübertragung muß darauf geachtet werden, daß die Modulation der von S2 emp fangenen Signale erhalten bleibt, weil sie zur Korrelation be nötigt wird.In Fig. 1, a radiating target (preferably emitting interfering radiation) is denoted by ZO. For detection, two sensors S 1 and S 2 are provided, which are arranged at a distance B. Depending on the radiation to be received, the sensors may be antennas or other, e.g. B. act optical sensors. As is known, at least one of the sensors must have a sharp focus. In the present example it is assumed that the sensor S 1 has a sharply focused directional characteristic, the opening angle of which is denoted by α 1 . In the known arrangement, the sensor S 2 can be designed for all-round reception or be weakly directed. A sensor E 2 is connected downstream of the sensor S 2 , which demodulates the received signals and feeds them to a data output device DA. The data obtained in this way are fed to a correlator KR over a larger transmission link UL. Care must be taken during data transmission that the modulation of the signals received by S 2 is retained because it is necessary for the correlation.

Der zweite Eingang des Korrelators KR wird von dem Empfänger E1 gespeist, welcher dem Sensor S1 nachgeschaltet ist. Dadurch werden dem Korrelator KR zwei Signale zugeführt, welche von der Strahlungsquelle ZO stammen, jedoch, infolge der unterschiedli chen Laufzeiten, zu einem bestimmten Zeitpunkt am Eingang des Korrelators KR auch unterschiedliche Modulationsfunktionen auf weisen. Der Korrelator KR, welcher mit entsprechenden Speicher- und Vergleichseinrichtungen ausgestattet ist, bestimmt die Zeit verzögerung zu demjenigen früher eingetroffenen Signal, welches das Maximum der Kreuzkorrelationsfunktion ergibt. Einzelheiten der Durchführung der Autokorrelation z. B. mit digitalen Mitteln sind dem Aufsatz "Digital Correlation Techniques in Radio Science" aus "Radio Science" Band 8, Nr. 8/9, August/ September 1973, S. 775 bis 784, zu entnehmen. Die so erhaltene Zeitdifferenz τ entspricht der Laufzeitdifferenz der Srahlung vom Zielobjekt ZO zum Sensor S1 einerseits und zum Sensor S2 andererseits. In diese Laufzeitdifferenz geht selbstverständlich auch die Basisbreite B entsprechend ein. Zu der zunächst im Korrelator KR bestimmten Zeitdifferenz τ aus dem Maximum der Kreuzkorrelationsfunktion ist für die Bestimmung der Laufzeitdifferenz noch diejenige Zeit abzuziehen, um welche die (innere) Laufzeit der Signale gerech net von S2 bis zum Eingang des Korrelators KR größer ist als die Laufzeit gerechnet von S1 zum zweiten Eingang von KR. Dieser Kor rektur-Laufzeitwert τ_c ist ein fester, bekannter Wert und kann somit bei der weiteren Auswertung entsprechend berücksichtigt werden. Im allgemeinen werden die von S2 aufgenommenen Signale mit einer Verzögerung gegenüber den von S1 aufgenommenen Signalen beim Korrelator KR eintreffen, wenn dieser Korrelator, was zweck mäßig ist, bei der linken (also zu E1 gehörenden) Station 1 an geordnet wird. Dies vereinfacht die Durchführung der Korrelation im Korrelator KR ganz erheblich, weil das Vorzeichen des Zeitunterschiedes der Signale am Eingang des Korrelators KR gleich bleibt, was weniger Registerstellen erfordert. Die Zuordnung zur linken, den gerichteten Sensor aufweisenden Station 1 ist deshalb zweckmäßig, weil hier der Winkelwert ϕ₁₀ vorhanden ist und deshalb nicht mehr zusätzlich übertragen werden muß.The second input of the correlator KR is fed by the receiver E 1 , which is connected downstream of the sensor S 1 . As a result, two signals are supplied to the correlator KR, which originate from the radiation source ZO, but, due to the different transit times, also have different modulation functions at a specific point in time at the input of the correlator KR. The correlator KR, which is equipped with corresponding storage and comparison devices, determines the time delay to that signal which arrived earlier and which gives the maximum of the cross-correlation function. Details of the implementation of the autocorrelation z. B. with digital means can be found in the article "Digital Correlation Techniques in Radio Science" from "Radio Science" Volume 8, No. 8/9, August / September 1973, pp. 775 to 784. The time difference τ thus obtained corresponds to the transit time difference of the radiation from the target object ZO to the sensor S 1 on the one hand and to the sensor S 2 on the other. The base width B is of course also included in this runtime difference. For the time difference τ from the maximum of the cross-correlation function initially determined in the correlator KR, the time by which the (inner) running time of the signals calculated from S 2 to the input of the correlator KR is greater than the running time must be subtracted to determine the running time difference calculated from S 1 to the second input of KR. This correction runtime value τ _c is a fixed, known value and can therefore be taken into account accordingly in the further evaluation. In general, the signals picked up by S 2 will arrive at the correlator KR with a delay compared to the signals picked up by S 1 , if this correlator, which is expedient, is arranged at the left (ie belonging to E 1 ) station 1 . This considerably simplifies the implementation of the correlation in the correlator KR because the sign of the time difference of the signals at the input of the correlator KR remains the same, which requires fewer register positions. The assignment to the left, the directional sensor station 1 is useful because the angle value ,₁ϕ is present and therefore no longer has to be transmitted.

Aus der so am Ausgang des Korrelators KR zur Verfügung gestell ten Zeitdifferenz wird in einem Entfernungsrechner DR die Hyperbel bestimmt, welche der ermittelten Laufzeitdifferenz τ-τ_c entspricht. Hierzu ist es notwendig, die Ausbreitungsgeschwin digkeit v der Strahlung zu den Sensoren S1 und S2, den Abstand B der Sensoren S1 und S2 sowie die Korrekturlaufzeit τ_c zu kennen. Diese Werte werden deshalb dem Entfernungsrechner DR eingegeben, der so die als Ortskurve anzusehende Hyperbel bestimmt. From the time difference thus provided at the output of the correlator KR, the hyperbola is determined in a distance computer DR, which corresponds to the determined transit time difference τ-τ _c . For this purpose, it is necessary to know the propagation speed v of the radiation to the sensors S 1 and S 2 , the distance B of the sensors S 1 and S 2 and the correction time τ _c . These values are therefore entered into the distance calculator DR, which thus determines the hyperbola to be viewed as a locus.

Der scharf bündelnde Sensor S1 enthält eine Einrichtung zur Schwenkung oder sonstigen Bewegung seiner Richtcharakteristik, wobei in bekannter Weise durch einen (hier nicht näher darge stellten) Winkelgeber der Einfallswinkel ϕ₁₀ bestimmt werden kann, unter dem das Zielobjekt ZO von dem Sensor S1 aus gesehen wird. Dieser z. B. Azimutwinkel ϕ₁₀ wird in entsprechend codier ter Form der Anzeigeeinrichtung AS und dem Entfernungsrechner DR zugeführt.The sharply focused sensor S 1 contains a device for pivoting or other movement of its directional characteristic, it being possible to determine the angle of incidence ϕ₁₀ in a known manner by means of an angle transmitter (not shown here), at which the target object ZO is seen from the sensor S 1 becomes. This z. B. azimuth angle ϕ₁₀ is supplied in the corresponding coded ter form of the display device AS and the distance calculator DR.

Bei einer dreidimensionalen Abtastung ist die Schnittfläche aus dem Raumwinkel der Richtcharakteristik und aus einem Hyperboloid zu betrachten.With a three-dimensional scan, the cut surface is off the solid angle of the directional characteristic and from a hyperboloid consider.

Die Größe der zur Durchführung der Korrelation benötigten Zeit ist abhängig von der gewünschten Genauigkeit, dem Signal-Rausch-Verhältnis und der Korrelationsmethode. Die erforder liche Gesamtzeit t_G setzt sich zusammen aus einer Wartezeit t_W, der Korrelationszeit t_K und der für die Auswertung benötigten Zeit t_A.The size of the time required to carry out the correlation depends on the desired accuracy, the signal-to-noise ratio and the correlation method. The required total time t _G is composed of a waiting time t _W , the correlation time t _K and the time t _A required for the evaluation.

t_G=t_W+t_K+t_A t _G = t _W + t _K + t _A

Die Wartezeit dient dazu, den Korrelator vorzubereiten und dafür zu sorgen, daß in jedem Korrelationskanal Daten aus dem momenta nen Schnittbereich der Antennenkeulen vorliegen. Die Größe der Wartezeit läßt sich wie folgt abschätzen:The waiting time serves to prepare the correlator and for that to ensure that data from the current There is a cutting area of the antenna lobes. The size of the Waiting time can be estimated as follows:

B=Basislänge
c_o=LichtgeschwindigkeitB = base length
c _o = speed of light

Ein Nachteil der Sensorkonfiguration nach Fig. 1 besteht darin, daß ein zweiter Störsender die Empfangsverhältnisse beim Empfän ger E2 der Station 2 wesentlich verschlechtern kann. Dies ist aus Fig. 2 ersichtlich, wo zusätzlich zu einem strahlenden Ziel objekt ZO1 ein weiteres strahlendes Zielobjekt ZO2 vorgesehen ist. Da die Strahlungen der beiden Objekte ZO1 und ZO2 von dem unge richteten Sensor S2 aufgenommen und dem Empfänger E2 der Station 2 zugeführt werden, ergibt sich ein sehr ungünstiges Signal- Rausch-Verhältnis. Das bedeutet aber, daß in diesem Fall eine re lativ große Korrelationszeit benötigt würde.A disadvantage of the sensor configuration according to FIG. 1 is that a second jammer can significantly degrade the reception conditions at the receiver E 2 of station 2 . This can be seen from FIG. 2, where in addition to a radiating target object ZO 1 , another radiating target object ZO 2 is provided. Since the radiations of the two objects ZO 1 and ZO 2 are picked up by the undirected sensor S 2 and fed to the receiver E 2 of the station 2 , a very unfavorable signal-to-noise ratio results. However, this means that a relatively long correlation time would be required in this case.

Eine Anordnung, mit der diese Schwierigkeiten gemäß der Erfindung überwunden werden, zeigt Fig. 3. Danach ist auch der Sensor S2 der Station 2 mit einer scharf bündelnden Richtcharakteristik versehen (Öff nungswinkel α₂) und gestattet somit die Ausblendung der Strah lung des Objektes ZO2 und die Ausrichtung genau auf das eine Objekt ZO1. Die Ortung wird hier so durchgeführt, daß zunächst mit dem Sensor S1 das Zielobjekt ZO1 gesucht wird. Nach der Aus richtung des Sensors S1 auf das Zielobjekt ZO1 wird dieser Such vorgang beendet und der Azimut-Winkelwert ϕ₁₀ ist damit be stimmt. Jetzt sucht der Sensor S2 das Zielgebiet ab, indem er abschnittweise weiterschwenkt, wobei für jeden Abschnitt (durch Übertragung über die Datenausgabe DA21 und Übertragungsstrecke UL21) eine Korrelation über den Durchdringungsraum beider Richt charakteristiken in dem Korrelator KR durchgeführt wird. Ergibt sich kein Kreuzkorrelationsmaximum als Ausgangssignal bei KR, so war kein Zielobjekt vorhanden bzw. die Ausrichtung erfolgte auf ein anderes Zielobjekt als das von der Sensoranordnung S1 erfaßte (beispielsweise Ausrichtung auf Objekt ZO2). Der Sensor S2 wird dann in den nächsten Sektor weiterbewegt und die Korre lation beginnt dort erneut. Ist schließlich die Ausrichtung des Sensors S2 und des Sensors S1 auf das gleiche Zielobjekt ZO1 durchgeführt, so ergibt sich am Ausgang des Korrelators KR ein eindeutiges Maximum bei der Kreuzkorrelation und daraus läßt sich dann die Zeitdifferenz τ der Laufzeitunterschiede genau bestimmen. Die weitere Auswertung im Entfernungsrechner DR und die Darstellung auf der Anzeigeeinrichtung AS erfolgt in der im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Weise.An arrangement with which these difficulties can be overcome according to the invention is shown in FIG. 3. Thereafter, the sensor S 2 of the station 2 is also provided with a sharply focusing directional characteristic (opening angle α 2) and thus allows the radiation of the object ZO to be suppressed 2 and the alignment exactly on the one object ZO 1 . The location is carried out here so that the target object ZO 1 is first searched for with the sensor S 1 . After the direction of the sensor S 1 on the target object ZO 1 , this search process is ended and the azimuth angle value ϕ₁₀ is thus be. Now the sensor S 2 searches the target area by pivoting further in sections, with a correlation over the penetration space of both directional characteristics being carried out in the correlator KR for each section (by transmission via the data output DA 21 and transmission link UL 21 ). If there is no cross correlation maximum as the output signal at KR, then no target object was present or the alignment was carried out to a different target object than that detected by the sensor arrangement S 1 (for example, alignment with object ZO 2 ). The sensor S 2 is then moved on to the next sector and the correlation begins again there. If the alignment of the sensor S 2 and the sensor S 1 to the same target object ZO 1 is finally carried out, a clear maximum in the cross-correlation results at the output of the correlator KR and from this the time difference τ of the transit time differences can then be determined exactly. The further evaluation in the distance computer DR and the display on the display device AS are carried out in the manner described in connection with FIG. 1.

Es ist auch möglich, zusätzlich oder unabhängig von der Durch führung der Kreuzkorrelation in KR eine Vereinfachung des Such vorganges dadurch durchzuführen, daß in den Empfängern E1 und/ oder E2 eine Schwellenschaltung vorgesehen ist. Diese Schwellen schaltung stellt lediglich fest, ob aus einer bestimmten Rich tung eine gewisse Mindest-Strahlung eintrifft. Ist dies der Fall, so wird der eigentliche Korrelationsvorgang eingeleitet. Dadurch ergeben sich für den Empfänger E2 für das vorliegende Beispiel von zwei strahlenden Objekten ZO1 und ZO2 insgesamt zwei Rich tungen, in denen die Korrelation im Korrelator KR durchgeführt werden muß. Auf diese Weise läßt sich somit der Suchvorgang unter Umständen bedeutend vereinfachen. Eine Schwelle im Empfänger E1 hält beim ersten Suchvorgang den Sensor S1 nur in einer solchen Richtung zur Durchführung der Korrelation an, aus denen eine ge wisse Mindest-Strahlung beim Sensor S1 eingetroffen ist. Gleiches gilt für eine Schwelle beim Sensor S2.It is also possible, in addition to or independently of the implementation of the cross correlation in KR, to simplify the search process by providing a threshold circuit in the receivers E 1 and / or E 2 . This threshold circuit only determines whether a certain minimum radiation arrives from a certain direction. If this is the case, the actual correlation process is initiated. This results in a total of two directions for the receiver E 2 for the present example of two radiating objects ZO 1 and ZO 2 , in which the correlation must be carried out in the correlator KR. In this way, the search process can be significantly simplified under certain circumstances. A threshold in the receiver E 1 stops the sensor S 1 in the first search process only in such a direction to carry out the correlation from which a certain minimum radiation has arrived at the sensor S 1 . The same applies to a threshold for sensor S 2 .

Entsprechend der Verwendung einer scharfen Richtcharakteristik auch für den Sensor S2 wird im Bereich dieses Sensors die Winkel information ϕ₂₀ ebenfalls gewonnen und kann über eine weitere Datenausgabe DA22 und die Übertragungsstrecke UL22 über tragen werden. Die getrennte Darstellung der Übertragungsstrecke UL21 nach der Datenausgabe DA21 (welche die Modulation von S2 empfangenen Strahlung überträgt) und der Übertragungsstrecke UL22 dient nur der besseren Veranschaulichung. In Wirklichkeit handelt es sich zweckmäßigerweise nur um eine einzige Übertragungsleitung oder Richtfunkstrecke mit entsprechendem Multiplexverkehr. Da die beiden Einfallsrichtungen ϕ₁₀ und ϕ₂₀ (beide bezogen auf eine gemeinsame z. B. Nordrichtung) der Strahlung des Zielobjektes ZO1 bekannt sind, kann mittels des Winkelrechners WR eine grobe Ent fernungs-Abschätzung durchgeführt werden. Aus der bekannten Lage des Zielobjekts ZO1 läßt sich entsprechend auch die zu erwartende Laufzeitdifferenz der zu S1 und zu S2 gelangenden Strahlungsan teile überschlägig berechnen. Aus der Kenntnis dieser Laufzeit differenz heraus wird unter Berücksichtigung der Korrekturzeit τ_c eine zwischen dem Empfänger E1 und dem Korrelator KR eingeschal tete veränderbare Verzögerungseinrichtung VL so eingestellt, daß die Verzögerungszeit τ_v etwa der verbleibenden Zeit- Differenz der ein Korrelationsmaximum ergebenden Eingangssignale beim Korrelator KR entspricht. Dadurch treffen zusammengehörende (d. h. etwa die gleiche Modulation aufweisende) Signale auch nahe zu gleichzeitig beim Korrelator KR ein. Deshalb läßt sich der Korrelator KR mit wesentlich geringerem Aufwand an Speichermit teln und mit geringerer Auswertungszeitdauer betreiben. Norma lerweise sind die von der Station 2 kommenden Signale immer nach eilend gegenüber den von der Station 1 beim Korrelator KR ein treffenden Signalen. Deshalb genügt in der Regel eine Verzöge rungseinrichtung bei den Empfangssignalen der Station 1. Die In formation, um welche Zeit τ_v verzögert wurde, muß zur Entfer nungsbestimmung auch dem Entfernungsrechner DR zugeführt werden, weil die jetzt gemessene Zeitdifferenz τ* um den Wert τ_v zu ge ring ist. Die weitere Auswertung und Darstellung der so gewonne nen Informationen erfolgt in der im Zusammenhang mit Fig. 1 be schriebenen Weise. Die Richtwirkung der beiden Sensoren S1 und S2 kann vorteilhaft auch unterschiedlich gewählt werden, d. h. α₁ und α₂ nach Fig. 2 können unterschiedlich sein. Bei dem mit der geringeren Bündelung arbeitenden Sensor (z. B. S2) kann dafür zweckmäßig mehr Wert auf Nebenzipfelfreiheit gelegt werden. Da durch ist sichergestellt, daß dieser Sensor nicht irrtümlicher weise mit einem Nebenzipfel auf ein besonders stark strahlendes weiteres Objekt (z. B. ZO2) ausgerichtet wird und dadurch falsche Azimutwinkel liefert. Für die Abtastung des Zielerfassungsgebie tes beim Suchvorgang können in bekannter Weise die bei Such- und Zielverfolgungsradargeräten üblichen Steuereinrichtungen analog eingesetzt werden. Außerdem kann es vorteilhaft sein, phasengesteuerte Antennen ("Phased-Array"-Antennen) zu verwenden.Corresponding to the use of a sharp directional characteristic also for the sensor S 2 , the angle information ϕ₂₀ is also obtained in the area of this sensor and can be transmitted via a further data output DA 22 and the transmission link UL 22 . The separate representation of the transmission link UL 21 after the data output DA 21 (which transmits the modulation of S 2 received radiation) and the transmission link UL 22 is only used for better illustration. In reality, it is expediently only a single transmission line or radio link with corresponding multiplex traffic. Since the two directions of incidence ϕ₁₀ and ϕ₂₀ (both based on a common z. B. north direction) of the radiation of the target object ZO 1 are known, a rough distance estimate can be carried out using the angle calculator WR. From the known position of the target object ZO 1 , the expected transit time difference of the radiation components arriving at S 1 and S 2 can also be roughly calculated. From the knowledge of this transit time difference, taking into account the correction time τ _c, a variable delay device VL switched on between the receiver E 1 and the correlator KR is set such that the delay time τ _{v is} approximately the remaining time difference between the input signals at the correlator and a correlation maximum KR corresponds. As a result, signals that belong together (ie have approximately the same modulation) also arrive at the correlator KR almost simultaneously. Therefore, the correlator KR can be operated with much less effort in terms of storage means and with a shorter evaluation period. Normally, the signals coming from station 2 are always in a hurry compared to the signals coming from station 1 at correlator KR. Therefore, a delay device in the reception signals of station 1 is usually sufficient. The information about the time τ _{v was} delayed must also be supplied to the distance calculator DR for determining the distance, because the time difference τ * now measured is too low by the value τ _v . The further evaluation and presentation of the information thus obtained is carried out in the manner described in connection with FIG. 1. The directivity of the two sensors S 1 and S 2 can advantageously also be selected differently, ie α 1 and α 2 according to FIG. 2 can be different. In the case of the sensor working with the lower concentration (e.g. S 2 ), more value can be placed on the freedom from side lobes. This ensures that this sensor is not erroneously aligned with a side lobe to a particularly brightly radiating object (e.g. ZO 2 ) and thereby supplies incorrect azimuth angles. For the scanning of the target detection region during the search process, the control devices customary in search and target tracking radar devices can be used analogously in a known manner. In addition, it can be advantageous to use phase-controlled antennas (“phased array” antennas).

Die insgesamt benötigte Verarbeitungszeit bei mehreren Suchvor gängen beträgt:The total processing time required for multiple searches gears is:

t_g=t_W₁+k · (t_W₂+t_K+t_A).t _g = t _W ₁ + k · (t _W ₂ + t _K + t _A ).

Dabei ist k gleich der Anzahl der benötigten Schwenks (Abtastschritte), t_K die zur Durchführung Korrelation in KR benötigte Zeit, t_W₂ die Wartezeit nach einem Richtungswechsel der Antenne (zur Neueinstellung des Korrelators) und t_A die für die Auswertung im Rechner DR benötigte Zeit. Die Wartezeit t_W₁ wird dazu benötigt, den Korrelator KR vorzuberei ten und dafür zu sorgen, daß in jedem Korrelationskanal Daten aus dem momentanen Schnittbereich der Antennenkeulen vorliegen. Here, k is equal to the number of pans (scanning steps) required, t _K the time required to carry out correlation in KR, t _W ₂ the waiting time after a change of direction of the antenna (to reset the correlator) and t _A the for evaluation in the computer DR needed time. The waiting time t _W ₁ is required to prepare the correlator KR and to ensure that data from the current intersection of the antenna lobes are present in each correlation channel.

In Fig. 4 ist eine Abwandlung der Auswerteeinrichtung nach Fig. 3 dargestellt. Dabei ist die linke Station 1 entsprechend E1 nach Fig. 3 an ein Radargerät E1R angegliedert. Im Bedarfs fall (bei Auftreten eines Störers) wird die Ortsbestimmung des Störers durchgeführt. Dabei besteht der Vorteil, daß aus dem Ra darbetrieb die Einfallsrichtung ϕ₁₀ der Störstrahlung bereits bekannt ist. Der Suchvorgang für S1 kann somit bedeutend verkürzt werden. Zur Bildung der scharfen Richtcharakteristik wird als Sensor zweckmäßig die scharf bündelnde Radarantenne S1A verwen det. An diese, normalerweise rotierende oder elektronisch ge schwenkte Antenne S1A ist bei Radargeräten auch ein Winkelgeber WG1 angeschlossen, welcher den Azimutwinkel ϕ₁₀ entsprechend Fig. 3 liefert. FIG. 4 shows a modification of the evaluation device according to FIG. 3. The left station 1 is connected to a radar device E 1 R according to E 1 according to FIG. 3. If necessary (when an interferer occurs), the location of the interferer is carried out. The advantage here is that the direction of incidence ϕ₁₀ of the interference radiation is already known from the operating mode. The search process for S 1 can thus be shortened significantly. To form the sharp directional characteristic, the sharply focusing radar antenna S 1 A is usefully used as a sensor. At this, normally rotating or electronically swiveled antenna S 1 A, an angle transmitter WG 1 is also connected to radar devices, which provides the azimuth angle ϕ₁₀ according to FIG. 3.

Im Falle des normalen Radarbetriebes, d. h. ohne Auftreten eines aktiven Störers, ist der in den Empfangszweig eingeschaltete Um schalter US in der dargestellten Lage. Dies bedeutet, daß der Radarempfänger in E1R die übliche Auswertung der Radarziele vor nimmt und diese auf einem Sichtgerät (Bildschirm) AS darstellt oder in einer sonst geeigneten Form zur Auswertung weiterleitet. Tritt bei dem Radargerät eine Störung dadurch auf, daß im Zieler fassungsbereich ein aktiver Störer vorhanden ist, so werden z. B. entsprechende Teile des Bildschirmes AS hellgetastet, was auf das Vorhandensein des Störers hinweist. Eine Radar-Ortung des Störzieles ist jedoch nicht mehr möglich (Maskierung). In diesem Fall kann z. B. die Bedienperson durch Betätigung einer Taste TA beim Bild schirm AS eine Umschaltung vornehmen. Es können auch die bei Ra dargeräten bekannten automatisch arbeitenden Störunterdrückungs schaltungen eingesetzt werden, die üblicherweise die Störsignale gezielt im gestörten Bereich ausblenden und hier zusätzlich die Entfernungsbestimmung des Störers einleiten. Die Umschaltung kann z. B. darin bestehen, daß zumindest im gestörten Sektor der nor male Radarempfänger in E1R durch Umlegen des Schalters US vom Empfangszweig der Antenne S1A abgetrennt wird. Bei automatisch arbeitender Störungsunterdrückung ist dies nicht erforderlich. In diesem Falle steht der Umschalter US symbolisch für das Tätig werden der Unterdrückungsschaltung. Zur Durchführung der ver schiedenen Steuervorgänge ist zweckmäßig eine zentrale Steuer einrichtung TS vorgesehen. Ein zusätzlicher Steuerbefehl gelangt über die Steuereinrichtung TS zu dem Korrelator KR und zu dem Entfernungsrechner DR. Diese werden dann in Tätigkeit gesetzt und führen die Korrelation der von den Antennen S1A und S2A auf genommenen Empfangssignale durch. Der Empfänger E1 kann ganz oder teilweise durch Elemente des Radarempfängers gebildet sein. Dies führt zu einer Verringerung des Aufwandes, weil diese Emp fängerbausteine beim Empfänger E1 eingespart werden können.In the case of normal radar operation, ie without the occurrence of an active interferer, the switch US switched on in the receiving branch is in the position shown. This means that the radar receiver in E 1 R takes the usual evaluation of the radar targets before and displays them on a display device (screen) AS or forwards them in an otherwise suitable form for evaluation. If a fault occurs in the radar device in that an active interferer is present in the target detection area, z. B. corresponding parts of the screen AS palpated, which indicates the presence of the interferer. Radar location of the target is no longer possible (masking). In this case, e.g. B. the operator by pressing a button TA on the screen AS make a switch. It can also be used in Ra Dargeräte known automatically working interference suppression circuits that usually specifically hide the interference signals in the disturbed area and additionally initiate the distance determination of the interferer. The switch can, for. B. consist in that at least in the disrupted sector of the normal male radar receiver in E 1 R by switching the switch US from the receiving branch of the antenna S 1 A is separated. This is not necessary if the interference suppression works automatically. In this case, the switch US stands symbolically for the action of the suppression circuit. A central control device TS is expediently provided for carrying out the various control processes. An additional control command arrives via the control device TS to the correlator KR and to the distance computer DR. These are then activated and carry out the correlation of the received signals received by the antennas S 1 A and S 2 A. The receiver E 1 can be formed in whole or in part by elements of the radar receiver. This leads to a reduction in effort because these receiver modules can be saved with the receiver E 1 .

Der Antenne S2A ist ein Winkelgeber WG2 (zur Bildung der Azimut information ϕ₂₀) und der Empfänger E2 nachgeschaltet. Die Anten nenanordnung S2A samt Winkelgeber WG2 und Empfänger E2 kann dau ernd betriebsbereit gehalten werden. Es ist aber auch möglich, durch die zentrale Steuereinrichtung TS auch diese Einrichtung erst im Bedarfsfall anzuschalten.The antenna S 2 A is an angle encoder WG 2 (to form the azimuth information ϕ₂₀) and the receiver E 2 downstream. The antenna arrangement S 2 A including the angle encoder WG 2 and receiver E 2 can be kept permanently ready for operation. However, it is also possible for the central control device TS to also switch on this device only when necessary.

Wenn die Elemente E1, KR und E2 dauernd an die zugehörigen Senso ren S1A und S2A angeschaltet sind, kann der Vorteil erreicht wer den, daß die zur Füllung des Korrelators KR und zur Durchführung der Korrelation benötigten Zeiten t_W, t_K und t_A nicht erst abge wartet werden müssen. Es genügt dann, z. B. den Rechner DR bei Bedarf einzuschalten bzw., wenn dieser ebenfalls dauernd in Be trieb ist, die Ausgabe der von ihm ermittelten Daten nur im Störungsfall freizugeben. Normalerweise ist auch die letztge nannte Freigabe nicht erforderlich, weil im ungestörten Betrieb keine Störsignale empfangen werden können und deshalb auch keine Störzielanzeige möglich ist.If the elements E 1 , KR and E 2 are permanently connected to the associated sensors S 1 A and S 2 A, the advantage can be achieved that the times t _W required to fill the correlator KR and to carry out the correlation, t _K and t _A do not have to be waited for. It is then sufficient, for. B. switch on the computer DR if necessary or, if it is also continuously in operation, to release the output of the data determined by it only in the event of a fault. Normally, the last-mentioned release is not necessary because no interference signals can be received in undisturbed operation and therefore no interference target display is possible.

Die Entfernungsberechnung und die Darstellung des Störers auf dem Radar-Bildschirm AS erfolgt in der in Zusammenhang mit Fig. 3 bzw. 1 beschriebenen Weise. Der Winkelrechner WR analog zu der entsprechenden Einrichtung nach Fig. 3.The distance calculation and the display of the interferer on the radar screen AS is carried out in the manner described in connection with FIGS. 3 and 1. The angle calculator WR analogous to the corresponding device according to FIG. 3.

Das Radargerät E1R nach Fig. 4 geht somit im Störungsfall bzw. im Bereich eines gestörten Sektors auf den passiven Betrieb über. Die Empfangsleistung wird für den Empfänger E1 auf jeden Fall ausreichend sein, weil aktive Störer normalerweise wesentlich größere Amplituden der Empfangssignale ergeben als die nur sehr kleinen passiven Echosignale. The radar device E 1 R according to FIG. 4 thus switches to passive operation in the event of a fault or in the area of a faulty sector. The reception power will be sufficient for the receiver E 1 in any case, because active interferers normally result in much larger amplitudes of the reception signals than the only very small passive echo signals.

Zur Ermittlung der Entfernungsdifferenz wird ein Kreuzkorrelator KR verwendet, der die Kreuzkorrelationsfunktion (KKF) der Empfangs signale x₁ bzw. x₂ bilden soll. Zum Sendesignal des Störers addie ren sich die Rauschsignale n₁ bzw. n₂To determine the difference in distance, a cross correlator KR uses the cross-correlation function (KKF) of reception should form signals x₁ or x₂. Add to the transmitter signal of the jammer ren the noise signals n₁ or n₂

x₁(t)=s(t)+n₁(t)x₁ (t) = s (t) + n₁ (t)

x₂(t)=s(t)+n₂(t)x₂ (t) = s (t) + n₂ (t)

Die KKF ergibt sich zu:The KKF results in:

Für große Integrationszeit T wird, da s, n₁, n₂ gegenseitig sta tistisch unabhängig sind:For large integration time T, since s, n₁, n₂ mutually sta are statistically independent:

Man erhält die Autokorrelationsfunktion (AKF) des Störsignals. Gesucht ist das Maximum von Φ_SS, das bei τ=0 vorliegt.The autocorrelation function (AKF) of the interference signal is obtained. We are looking for the maximum of Φ _SS that exists at τ = 0.

Da das Signal an einem der Empfänger E1 oder E2 um die Laufzeitdifferenz Δt_S später empfangen wird, liegt das Maximum der AKF um Δt_S ver schoben, da dort die Gesamtlaufzeitdifferenz τ=0 ist. Die KKF muß punktweise für alle Δt_i ermittelt werden. Dies kann entweder nacheinander mit großem Zeitaufwand oder parallel sehr schnell, aber mit großem Kostenaufwand geschehen. Die Genauigkeit des Verfahrens hängt von der Größe des Zeitinkrementes Δt, der Aufwand von der Anzahl der benötigten Stützpunkte zum Ermitteln der KKF ab.Since the signal is received at one of the receivers E 1 or E 2 later by the transit time difference Δt _S , the maximum of the AKF is shifted ver by Δt _S , since there the total transit time difference τ = 0. The KKF must be determined point by point for all Δt _i . This can be done either one after the other with great expenditure of time or in parallel very quickly, but at great expense. The accuracy of the method depends on the size of the time increment .DELTA.t, the effort on the number of support points required to determine the KKF.

In Fig. 5 ist der Verlauf der Kreuzkorrelationsfunktion KKF im einzelnen dargestellt, wobei das deutliche Maximum bei Δt_s sicht bar ist. Durch Anwendung einer Schwelle am Ausgang des Korrelators kann somit derjenige Zeitpunkt Δt_s durch einen Impuls markiert werden, an dem diese Schwelle überschritten wird, bzw. die dar gestellte Korrelationsfunktion ihr Maximum erreicht (beispiels weise Anwendung einer Differenzierungsschaltung, eines Grenzwertzäh lers oder dergl.).In FIG. 5, the curve of the cross correlation function CCF is shown in detail, wherein the significant maximum at .DELTA.t _s visual bar is. By using a threshold at the output of the correlator, that time Δt _s can be marked by a pulse at which this threshold is exceeded or the represented correlation function reaches its maximum (for example, application of a differentiation circuit, a limit value counter or the like.) .

Die Messung der Entfernungsdifferenz soll durch Bilden der Kreuz korrelationsfunktion beider Empfangssignale erfolgen. Man erhält die Autokorrelationsfunktion des Störsignals mit dem Maximum bei der Gesamtlaufzeitdifferenz Null. Die Schärfe dieses Maximums ist ein Maß für die Genauigkeit der relativen Entfernungsmessung. Sie ist umso größer, je breitbandiger das Empfangssignal ist. Idealer Fall: Das Empfangsspektrum sei rechteckförmig und für beide Empfänger E1 und E2 genau gleich. Nach dem Heruntermischen auf Mittenfrequenz Null ergibt sich dann das Leistungsspektrum S(ω) mitThe distance difference is to be measured by forming the cross-correlation function of the two received signals. The autocorrelation function of the interference signal is obtained with the maximum at the total runtime difference zero. The sharpness of this maximum is a measure of the accuracy of the relative distance measurement. The broader the received signal, the greater it is. Ideal case: The reception spectrum is rectangular and exactly the same for both receivers E 1 and E 2 . After mixing down to center frequency zero, the power spectrum S (ω) is then obtained

In Fig. 6 ist das Leistungsspektrum S(ω) vor dem Mischen dar gestellt. Fig. 7 zeigt das Leistungsspektrum nach dem Mischen. Daraus folgt für die Autokorrelationsfunktion:In Fig. 6, the power spectrum S (ω) is shown before mixing. Fig. 7 shows the power spectrum after mixing. From this follows for the autocorrelation function:

Fig. 8 zeigt die Autokorrelationsfunktion AKF. Die Auflösung in der Laufzeitdifferenz ist umgekehrt proportio nal zur Grenzfrequenz des Eingangssignales. Laufzeitdifferenzen können mit einer Auflösung von T=1/f_g gemessen werden Fig. 8 shows the autocorrelation function ACF. The resolution in the transit time difference is inversely proportional to the cutoff frequency of the input signal. Runtime differences can be measured with a resolution of T = 1 / f _g

Die mögliche Laufzeitdifferenz wird mit der Basislänge festge legt, es giltThe possible runtime difference is fixed with the base length sets, it applies

Ist die Gesamtzahl der Hyperbeläste 2N, so ist If the total number of hyper loads is 2N, then

Diebei ist δ die durch die Periode der Taktfrequenz der Schiebe registerstufen gegebene kleinste Zeitauflösung.The is δ by the period of the clock frequency of the slide smallest time resolution given in register steps.

Setzt man für δ die Auflösungsgrenze 1/f_g ein, so erhält man die Beziehung zwischen Basislänge und BandbreiteIf the resolution limit 1 / f _g is used for δ, the relationship between base length and bandwidth is obtained

Ein Zahlenbeispiel: es sei f_g=10 MHz, 2N=10³; die benötigte Basislänge B ergibt sich daraus zu:A numerical example: let f _g = 10 MHz, 2N = 10³; the required basic length B results from:

B=0,5 · 10³ · 3 · 10⁵ · 10^-7 km
=15 kmB = 0.5 · 10³ · 3 · 10⁵ · 10 ^-7 km
= 15 km

Vorstehend wurde die Zahl der Hyperbeläste 2 N eingeführt. Jeder Hyperbelzweig entspricht einer bestimmten Laufzeitdifferenz Δt_i. Das bedeutet, daß auch 2 N Korrelationsschritte, nachein ander oder parallel, durchgeführt werden müssen, um eine voll ständige Kreuz-Korrelationsfunktion KKF zu ermitteln. Da mit der Anzahl der Hyperbeläste die Genauigkeit, aber auch der Aufwand steigt, ist abzuschätzen, wie groß N für eine bestimmte Genauig keit sein muß. Zur Klärung soll folgende Betrachtung dienen. In größerer Entfernung von der Basislinie kann man die Hyperbel durch ihre Asymptoten annähern. Die Hyperbelasymptoten sind Ge raden, die die Basisstrecke halbieren und die SteigungThe number of hyperbores 2 N was introduced above. Each hyperbolic branch corresponds to a specific transit time difference Δt _i . This means that 2 N correlation steps, one after the other or in parallel, must be carried out in order to determine a complete cross-correlation function KKF. Since the accuracy, but also the effort increases with the number of hyper loads, it must be estimated how large N must be for a certain accuracy. The following consideration should serve to clarify. At a greater distance from the baseline, the asymptotes can approximate the hyperbola. The hyperbola symptoms are straight lines that halve the base distance and the slope

besitzen. Die Hyperbeln werden so gewählt, daß sie die Basis linie in gleichen Abständen δ schneiden. (Je kleiner δ ist, desto größer ist die Zahl der Hyperbeläste). Ein Beispiel zeigt Fig. 9 (α_i=90°-ϕ_i). have. The hyperbolas are chosen so that they intersect the base line at equal intervals δ. (The smaller δ is, the greater the number of hyper loads). An example is shown in Fig. 9 (α _i = 90 ° -ϕ _i ).

Je größer N ist, umso kleiner werden die Winkel Δϕ_i. Außerdem ist Δϕ_i noch eine Funktion von ϕ_i. In Fig. 10 sind Kurven für Δϕ_i aufgetragen (i=0, 1, 2, . . . N). Parameter sind verschiedene Werte von N. Es zeigt sich, daß bis etwa 0,9 N der Winkel Δϕ annähernd konstant bleibt.The larger N is, the smaller the angles Δϕ _i . In addition, Δϕ _{i is} still a function of ϕ _i . In Fig. 10 are graphs for Δφ _i applied (i = 0, 1, 2,... N). Parameters are different values of N. It turns out that the angle Δϕ remains approximately constant up to about 0.9 N.

Für 400<N<1000 ergeben sich Winkelauflösungen Δϕ<0,3° bis Δϕ<0,1°, also Auflösungen, die in der Größenordnung des anzunehmenden Winkelfehlers der Richtantenne liegen. Die Anzahl der Korrelationsschritte 2 N liegt daher zwischen 800 und 2000.For 400 <N <1000 there are angular resolutions Δϕ <0.3 ° to Δϕ <0.1 °, that is, resolutions that are of the order of magnitude assumed angular error of the directional antenna. The number of correlation steps 2 N is therefore between 800 and 2000.

Der steile Anstieg im Bereich 0,9 NiN korrespondiert mit der Ortungsgenauigkeit in Richtung der Basislinie.The steep increase in the 0.9 NiN range corresponds to the location accuracy in the direction of the baseline.

Aus der recht großen Anzahl der Korrelationsschritte ergibt sich die Frage nach dem Zeitaufwand pro Korrelationsschritt. Da es zur Ermittlung der KKF nicht möglich ist, beliebig lange zu in tegrieren, können die einzelnen Punkte nur mit endlicher Genauig keit bestimmt werden. Es ist notwendig, so lange zu integrieren, bis das Maximum der Autokorrelationsfunktion AKF deutlich von den von Fluktuationen hervorgerufenen Spitzen unterschieden werden kann. Da das eingangsseitige Signal/Rausch-Verhältnis sehr klein werden kann, ist es unter Umständen notwendig, lange Integrationszeiten in Kauf zu nehmen.The quite large number of correlation steps results the question of the time required per correlation step. Because it to determine the KKF is not possible to in for any length of time tegrate, the individual points can only with finite precision be determined. It is necessary to integrate so long until the maximum of the autocorrelation function AKF is significantly different from that to be distinguished from fluctuations caused by fluctuations can. As the signal-to-noise ratio on the input side becomes very small long integration times may be necessary to accept.

Das Problem ist es, das ausgangsseitige Signal/Rausch-Verhältnis zu be stimmen. Dieses kann als der Quotient des Quadrates des Gleich spannungsanteils zur Wechselspannungsleistung des Integratoraus gangs aufgefaßt werden. Aus Fig. 11 ist zu ersehen, wie durch Verkleinern der Grenzfrequenz des (hier als ideal angenommenen) Integrators das Signal-Rausch-Verhältnis (S/N)_o verbessert werden kann.The problem is to determine the signal-to-noise ratio on the output side. This can be understood as the quotient of the square of the DC voltage component to the AC power output of the integrator output. It can be seen from FIG. 11 how the signal-to-noise ratio (S / N) _o can be improved by reducing the cut-off frequency of the integrator (here assumed to be ideal).

In der Literatur (IRE Transactions on Information Theory, März 1957, Seiten 10 bis 18) finden sich Betrachtungen dieses Problems. Deren Ergebnisse sollen hier der Kürze wegen übernommen werden. Für (S/N)_o findet man folgende Beziehung: Considerations of this problem can be found in the literature (IRE Transactions on Information Theory, March 1957, pages 10 to 18). The results of this should be adopted here for brevity. The following relationship is found for (S / N) _o :

Dabei bedeuten:
S(ω)=Leistungsspektrum des Nutz-Signales
N₁(ω)=Leistungsspektrum des Rausch-Signales am Empfänger 1
N₂(ω)=Leistungsspektrum des Rausch-Signales am Empfänger 2
T_i=effektive Integrationszeit=Integrationszeit des idealen IntegratorsMean:
S (ω) = power spectrum of the useful signal
N 1 (ω) = power spectrum of the noise signal at the receiver 1
N₂ (ω) = power spectrum of the noise signal at the receiver 2
T _i = effective integration time = integration time of the ideal integrator

Im hier vorliegenden Fall kann man davon ausgehen, daß S(ω), N₁(ω) und N₂(ω) gleichen Verlauf und gleiche Bandbreite haben. Damit läßt sich die vorstehende Gleichung weiter vereinfachen zuIn the present case it can be assumed that S (ω), N₁ (ω) and N₂ (ω) have the same course and the same bandwidth. In order to the above equation can be further simplified

wobei F ein Formfaktor ist (F=1 für rechteckförmiges Spektrum). Für die zwei Sonderfälle (siehe Fig. 2) können getrennte Be trachtungen erfolgen.where F is a form factor (F = 1 for rectangular spectrum). Separate considerations can be made for the two special cases (see FIG. 2).

1) In the reception area of both receivers there is only one interferer S / N₁ »1 and S / N₂» 1, from which it follows (S / N) o ≈f g T i The voltage ratio (S / N) o 'is significant for the evaluation with f g = 10 MHzT i = 100² · 10 -7 · s = 10 -3 · s = 1 ms
2) There are several interferers in the reception area of one receiver. B. S / N₂ «1, S / N₁» 1
So that will With the same numerical values as above of S / N₂ = 0.01, the integration time T i ₂ = 100 ms is increased by a factor of 100.

Da jedoch der eingangsseitige Signal-Rausch-Abstand nicht bekannt ist, ist die Wahl der Integrationszeit hier problematisch, be sonders wenn die Korrelationsschritte zeitlich nacheinander durchgeführt werden sollen, da immer eine maximale Integrations zeit benutzt werden müßte. Selbst wenn die oben für das Zahlen beispiel gewählten Werte schon den ungünstigsten Fall darstellen würden, so käme man bei 2 N=2000 auf Zeiten für eine KKF von 200 s bzw. (bei 2 Richtantennen) x · 2 s=72 s (z. B. x=36= Anzahl der Schwenks bei 5° Keulenbreite der Antenne S2).However, since the signal-to-noise ratio on the input side is not known, the choice of the integration time is problematic here, especially when the correlation steps are to be carried out sequentially, since a maximum integration time would always have to be used. Even if the values chosen above for the numerical example were already the worst case, 2 N = 2000 would result in times for a KKF of 200 s or (with 2 directional antennas) x · 2 s = 72 s (e.g. B. x = 36 = number of pans at 5 ° beam width of the antenna S 2 ).

Dagegen wird bei parallelem Betrieb lediglich ein Gesamtzeitbe darf von 100 ms bzw. 36 × 1 ms=36 ms benötigt, dabei ist es bei parallelem Betrieb wesentlich leichter möglich, die Inte grationszeit variabel, nämlich von der Eindeutigkeit des Ergeb nisses abhängig zu machen. Allerdings sind dann auch 2 N Korrela toren erforderlich.In contrast, only a total time is used in parallel operation may require from 100 ms or 36 × 1 ms = 36 ms, it is with parallel operation much easier, the inte Gration time variable, namely the uniqueness of the result to make dependent. However, there are then 2 N correlations gates required.

Aus den eingangs angestellten Überlegungen erscheint es besonders sinnvoll, eine passive Ortungseinrichtung im Verbund mit einer aktiven (Radar) Anlage nach Fig. 4 zu betreiben. Die große Flexi bilität, insbesondere die frei wählbare Verweilzeit, spricht für die Anwendung einer elektronisch schwenkbaren Antenne. Ein weite rer Vorteil einer Kombination von aktiver und passiver Ortungs einrichtung ist die Mehrfachausnutzung der Richtantenne. Fig. 12 zeigt in detaillierter Form einen möglichen Aufbau solch einer kombinierten Ortungseinrichtung. Wie aus dem Blockschaltbild er sichtlich ist, besteht die Möglichkeit, den größten Teil des Auf wandes in der Station 1 zu konzentrieren, so daß die Station 2 praktisch nur als Relaisstation für die empfangenen Signale dient. Während die Station 1 ohnehin über eine Richtantenne S1A mit bleistift förmiger Richtcharakteristik verfügt, wird die An tenne S2A der Station 2 nach der Erfindung ebenfalls mit Richtwir kung (Fächerstrahl) versehen, um die Ortungsgeschwindigkeit zu erhöhen. Die Antenne S2A kann z. B. aus einer Dipolzeile mit elektronischer Phasensteuerung bestehen.From the considerations made at the outset, it seems particularly useful to operate a passive locating device in conjunction with an active (radar) system according to FIG. 4. The great flexibility, in particular the freely selectable dwell time, speaks for the use of an electronically swiveling antenna. Another advantage of a combination of active and passive location equipment is the multiple use of the directional antenna. Fig. 12 shows a possible construction of such a combined position-locating device in detailed form. As can be seen from the block diagram, it is possible to concentrate most of the effort on station 1 , so that station 2 serves practically only as a relay station for the signals received. While the station 1 has a directional antenna S 1 A with a pencil-shaped directional characteristic anyway, the antenna S 2 A of the station 2 according to the invention is also provided with directional effect (fan beam) in order to increase the locating speed. The antenna S 2 A can, for. B. consist of a dipole line with electronic phase control.

Im einzelnen besteht die Station 2 aus der Antenne S2A, dem nachgeschalteten Empfangsverstärker V2, einem Umsetzer U2 und einer Sendeeinrichtung SE2, welche mit einer Hilfsantenne HA2 ver bunden ist. Diese Hilfsantenne überträgt die Modulation der Emp fangssignale auf einer anderen Trägerfrequenz zur Station 1. Bei Verwendung einer Richtantenne für S2A wird auch die Information über ϕ₂₀ auf dem Funkweg über eine Strecke etwa der Entfernung B zu der Hilfsantenne HA1 geführt, welche bei der Station 1 ange ordnet ist. Über einen Verstärker V21 und einen Umsetzer U21 ge langt das Empfangssignal zu einem Mischer MI2, dessen Überlage rungsfrequenz von dem/den im Radargerät E1R vorhandenen Oszilla tor(en) abgeleitet ist. Der Ausgang des Mischers MI2 ist zum zweiten Eingang des Korrelators KR geführt.In particular, the station 2 consists of the antenna S 2 A, the downstream receiving amplifier V 2 , a converter U 2 and a transmitting device SE 2 , which is connected to an auxiliary antenna HA 2 . This auxiliary antenna transmits the modulation of the received signals on a different carrier frequency to station 1 . When using a directional antenna for S 2 A, the information about ϕ₂₀ on the radio path over a distance approximately the distance B to the auxiliary antenna HA 1 , which is arranged at station 1 , is also performed. Via an amplifier V 21 and a converter U 21, the received signal reaches a mixer MI 2 , whose superposition frequency is derived from the oscillator (s) present in the radar device E 1 R. The output of the mixer MI 2 leads to the second input of the correlator KR.

Bei der Station 1 ist als aktiver Teil das Radargerät E1R vorge sehen. Von der scharf bündelnden Richtantenne S1A gelangen die Signale über den Umschalter US bei ungestörtem Betrieb zum Emp fänger des Radargerätes E1R. Bei gestörtem Betrieb erfolgt durch die hier nicht dargestellte Steuereinrichtung die Umschaltung des Schalters US, dessen Ausgang dann mit dem Eingangsverstärker V1 verbunden ist. Es kann aber auch der im Zusammenhang mit Fig. 4 erläuterte dauernde Parallelbetrieb des aktiven und des pas siven Teils - vor allem bei Anwendung automatischer Störausta stung durchgeführt werden. Es folgt ein Mischer MI1, dessen Aus gang mit dem ersten Eingang des Korrelators KR verbunden ist. Beide Mischer MI1 und MI2 erhalten somit ihre Überlagerungsfrequenz f_o von dem/den Überlagerungsoszillator(en) des Radargerätes E1R. At station 1 , the radar device E 1 R is seen as an active part. From the sharply focusing directional antenna S 1 A, the signals pass through the changeover switch US to the receiver of the radar device E 1 R in undisturbed operation 1 is connected. However, it can also be carried out in connection with FIG. 4 continuous parallel operation of the active and the passive part - especially when using automatic disturbance equipment. A mixer MI 1 follows, the output of which is connected to the first input of the correlator KR. Both mixers MI 1 and MI 2 thus receive their beat frequency f _o from the beat oscillator (s) of the radar device E 1 R.

Dadurch ist ohne zusätzlichen Aufwand sichergestellt, daß bei der Mischung die beiden Signale gleichmäßig beeinflußt werden. Die Um setzung in U2, die Sendeträgerfrequenz von SE2 und die Umsetzung in K21 müssen so gewählt werden, daß an den Ausgängen der Mischer MI1 und MI2 die Modulationsfunktion in der gleichen und damit ver gleichbaren Frequenzlage (ZF-Lage) vorliegt.This ensures without additional effort that the two signals are influenced equally during the mixing. The implementation in U 2 , the transmission carrier frequency of SE 2 and the implementation in K 21 must be selected so that the modulation function is present in the same and thus comparable frequency position (IF position) at the outputs of the mixers MI 1 and MI 2 .

Die die Winkelinformation von S2A (d. h. ϕ₂₀) übertragenden Signale müssen von den mit der Störmodulation behafteten, vom Störer kommenden Signalen getrennt werden, bevor letztere dem Kor relator KR zugeführt werden.The angular information of S 2 A (ie ϕ₂₀) transmitting signals must be separated from the signals with interference modulation coming from the interferer before the latter are fed to the correlator KR.

Die Realisierung eines Korrelators in analoger Technik erscheint wegen der geforderten Genauigkeit der Zeitverzögerungen (beispielsweise mit "CCD"-Technik lösbar) und der zu gerin gen Rechengeschwindigkeit von analogen Multiplizierern weniger vorteilhaft. Ein Aufbau in digitaler Technik ist dagegen nach dem heutigen Stand der Technik einfach möglich. Vorteile ergeben sich bei der Realisierung der Verzögerungsleitung mittels eines getakteten Schieberegisters und des Integrationstiefpasses mit beliebiger Integrationszeit.The implementation of a correlator in analog technology appears because of the required accuracy of the time delays (Solvable with "CCD" technology, for example) and the too small compared to the processing speed of analog multipliers advantageous. A structure in digital technology, however, is after the today's state of the art is easily possible. Advantages himself when implementing the delay line using a clocked shift register and the integration low pass with any integration time.

Das Problem der erforderlichen Rechengeschwindigkeit der digita len Multiplizierer ist lösbar, wenn man sich auf grobe Quanti sierung (also nur wenige Bit Auflösung) beschränkt.The problem of the necessary computing speed of the digita len multiplier is solvable if you look at rough quanti limited (i.e. only a few bit resolution).

Ein Korrelator, der im Parallelbetrieb arbeitet, also größte Ge schwindigkeit erlaubt, ist naturgemäß sehr aufwendig, da er aus einer Vielzahl von Einzelkorrelatoren besteht. Soll der Aufwand in vertretbaren Grenzen gehalten werden, so kommt es entschei dend darauf an, die Einzelkorrelatoren so einfach wie möglich zu halten. Auch dies ist, wie weiter unten gezeigt werden wird, bei einem digitalen Korrelator möglich.A correlator that works in parallel, so largest Ge allowed speed, is naturally very expensive because it is out there are a large number of individual correlators. Should the effort are kept within reasonable limits, so it comes down to it It is important to make the individual correlators as simple as possible hold. This is also, as will be shown below, at a digital correlator possible.

Fig. 13 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines digitalen Parallel korrelators. Die Empfangssignale (gleiche Laufzeit von E₁ und E₂ zum Korrelatoreingang vorausgesetzt) werden im Abtast-und-Halte-Verstärker ("Sample-and-Hold") SHV1, SHV2 abgetastet (Abtastfrequenz 2 · f_g) und im Analog/Digital-Wandler AD1 und AD2 in Digitalworte umgesetzt. Diese werden den beiden Schieberegistern SR1 und SR2 um jeweils ein Zeitinkre ment δ=1/2 f_g verschoben. Für jede mögliche Zeitverschiebung besteht eine Registerstelle SR11 bis SR1N bzw. SR21 bis SR2N. Jede dieser Registerstellen hat eine Anzapfung, der ein Multi plizierer MU1 bis MU(N+1) nachgeschaltet ist, dessen Ausgangspro dukt im zugehörigen Addierer-Akkumulator AC1 bis AC(N+1) aufsummiert wird. Es sind insgesamt 2 N+1 Multiplizierer und Addierer-Akkumu latoren notwendig Fig. 13 shows the basic structure of a digital parallel correlator. The received signals (assuming the same transit time of E 1 and E 2 to the correlator input) are sampled in the sample-and-hold amplifier ("sample and hold") SHV 1 , SHV 2 (sampling frequency 2 · f _g ) and in analog / digital Converters AD 1 and AD 2 converted into digital words. These are shifted to the two shift registers SR 1 and SR 2 by one time increment δ = 1/2 f _g . For each possible time shift there is a register point SR 11 to SR 1 N or SR 21 to SR 2 N. Each of these register points has a tap which is followed by a multiplier MU 1 to MU (N + 1), whose output product is in the associated one Adder accumulator AC 1 to AC (N + 1) is added up. A total of 2 N + 1 multipliers and adder accumulators are necessary

Durch die Verwendung von zwei Richtantennen sind jedoch Einsparun gen möglich. Da sich im Schnittbereich der Antennenkeulen nur eine begrenzte Anzahl von Hyperbelabschnitten befinden, ist es ausreichend, nur diesen Bereich der KKF zu untersuchen. Man kommt dann mit einem Satz von Multiplizierern und den dazuge hörigen Akkumulatoren aus, der auf den der jeweiligen Antennen stellung zugeordneten Bereich umgeschaltet wird. Eine solche Schaltung verlangt allerdings einen erheblich größeren Verwal tungsaufwand, es wird von Fall zu Fall zu untersuchen sein, wel che Struktur günstiger ist.However, using two directional antennas saves money possible. Because only in the cutting area of the antenna lobes it is a limited number of hyperbolic sections sufficient to examine only this area of the KKF. Man then comes with a set of multipliers and the addition hearing accumulators from that of the respective antennas position assigned range is switched. Such However, switching requires a significantly larger admin effort, it will have to be examined on a case-by-case basis structure is cheaper.

In Fig. 13 ist gleiche innere Laufzeit von den beiden Empfängern E1 und E2 zum Korrelator KR vorausgesetzt. Das würde bedeuten, daß der Korrelator KR etwa in der Mitte zwischen den beiden Sta tionen 1 und 2 liegt. Dies hätte zur Folge, daß sowohl eine Vor eilung als auch eine Nacheilung der Signale möglich wäre. So ver arbeitet z. B. MU2 unverzögerte Signale von E1 und (durch SR21) verzögerte Signale von E2. Dagegen erhält MUN unverzögerte Si gnale von E2 und verzögerte Signale von E1.In FIG. 13, the same internal transit time from the two receivers E 1 and E 2 to the correlator KR is assumed. This would mean that the correlator KR is approximately in the middle between the two stations 1 and 2 . This would have the consequence that both before and a lag of the signals would be possible. So z. B. MU 2 undelayed signals from E 1 and (through SR 21 ) delayed signals from E 2 . In contrast, MUN receives undelayed signals from E 2 and delayed signals from E 1 .

In der Praxis wird sich der Korrelator am Ort eines Empfängers, vorzugsweise bei E1 befinden. Das bedeutet, daß das Empfangs signal von Empfänger E2 noch die Laufzeit τ_c=B/c_o benötigt, um zum Korrelator zu gelangen (Laufzeiten in Empfangsgeräten, Ver stärkern usw. vernachlässigt). Diese Laufzeit ist jedoch gleich der maximal möglichen DifferenzlaufzeitIn practice, the correlator will be at the location of a receiver, preferably at E 1 . This means that the reception signal from receiver E 2 still needs the transit time τ _c = B / c _o to get to the correlator (transit times in receivers, amplifiers, etc. neglected). However, this term is equal to the maximum possible difference term

Wegen (r₁-r₂)_max=B und (r₁-r₂)_min=-B ergibt sich mit r₂′=r₂+BBecause of (r₁-r₂) _max = B and (r₁-r₂) _min = -B, r₂ ′ = r₂ + B results

Damit braucht nur noch das Empfangssignal von E₁ verzögert zu werden, die Anzahl der benötigten Schieberegisterstufen ist je doch gleich.So that only the received signal of E₁ needs to be delayed the number of shift register stages required is each right away.

Ein Laufzeitausgleich muß nur noch für die (oben vernachlässig ten) Laufzeitdifferenzen, die in Geräten entstehen, durchgeführt werden. Hierzu kann entsprechend Fig. 14 ein Laufzeitausgleich τ_L mittels der Verzögerungseinrichtung VLA durchgeführt werden, die beim Empfänger E1 angeordnet ist. Der Vorteil gegenüber Fig. 13 be steht in dem wesentlich geringeren Aufwand an Registerstellen. Dieser kann dadurch erzielt werden, daß die von E1 kommenden Signale grob und die von E2 kommenden Signale feiner quantisiert werden. Da nur für die Signale von E1 Registerstellen SR1 bis SR1N benötigt werden, sinkt der Aufwand entsprechend der gröberen Quan tisierung.A runtime compensation only has to be carried out for the (negligible) runtime differences that arise in devices. For this purpose, as shown in FIG. 14, a delay compensation τ _L are carried out by means of the delay means VLA, which is arranged at the receiver E 1. The advantage over Fig. 13 be in the much less effort at registry. This can be achieved by roughly quantizing the signals coming from E 1 and the signals coming from E 2 . Since registers SR 1 to SR 1 N are only required for the signals from E 1 , the effort decreases in accordance with the coarser quantization.

Bei Taktfrequenzen von 20 MHz und darüber ist die Genauigkeit der A/D-Wandlung problematisch, auch die Produktbildung innerhalb von Zeiten, die kürzer als 50 ns sind, ist mit großer Genauigkeit nicht möglich.At clock frequencies of 20 MHz and above, the accuracy is A / D conversion problematic, also the product formation within Times that are shorter than 50 ns is with great accuracy not possible.

Es ist daher günstig, von vorneherein recht grob zu quantisieren, es ergeben sich jedoch Nachteile:It is therefore beneficial to quantify quite roughly from the start, however, there are disadvantages:

- With rough quantization, the signal is distorted, a return concluding his real AKF is not always possible;
- Another disadvantage is the resulting quantization roughness . With the same accuracy requirement for a rough quantized signal a larger integration time than for a finely quantized (e.g. for a signal, which is only quantized with one step is required Integration time about 2.5 times longer than for a very finely quantized signal).

Da jedoch eine geringe Verzerrung der AKF in Kauf genommen werden kann, es interessieren ja nur die Maxima der AKF, überwiegen die Vorteile der groben Quantisierung:However, since a slight distortion of the AKF is accepted can, it is only the maxima of the AKF that are of interest Advantages of rough quantization:

der Aufwand für das Schieberegister-Verzögerungsglied wächst linear mit der Zahl der verwendeten Quantisierungsstufen,
die Multiplizierer MU1 bis MU(N+1) werden einfacher und schnel ler und
die Addierer-Akkumulatoren AC1 bis AC(N+1) können bei grober Quantisierung, da die möglichen Produkte sehr einfach werden, durch Zähler realisiert werden, was eine besonders kosten günstige Methode darstellt.the effort for the shift register delay element increases linearly with the number of quantization stages used,
the multipliers MU 1 to MU (N + 1) become simpler and faster and
the adder accumulators AC 1 to AC (N + 1) can be realized with counters in the case of rough quantization, since the possible products become very simple, which is a particularly cost-effective method.

Die Quantisierung erzeugt eine Vergrößerung der Bandbreite des Signals; die notwendige Integrationszeit kann verringert werden, wenn man das Signal mit einer größeren Geschwindigkeit als nach dem Abtasttheorem erforderlich, abtastet ("oversampling"). Bei vorgegebener maximaler Taktfrequenz ist es hier jedoch zu emp fehlen, diese voll zur Erhöhung der Ortungsgenauigkeit (bzw. zur Verringerung der Basislänge) auszunutzen.The quantization creates an increase in the bandwidth of the Signal; the necessary integration time can be reduced, if you get the signal at a faster speed than after the sampling theorem required, "oversampling". At predetermined maximum clock frequency, however, it is too emp here are missing, these fully to increase the location accuracy (or Reduction in base length).

Sinnvoll ist es, für die Signale eine 1-bit- oder 2-bit-Darstel lung zu wählen, um mit hoher Taktfrequenz arbeiten zu können und gleichzeitig die Kosten niedrig zu halten. Die Fig. 15 bis 17 zeigen drei einfache Transferfunktionen für 1-bit-(Fig. 15), 2-bit- (Fig. 16) und modifizierte 2-bit-(Fig. 17)Darstellung. Es kann auch für das eine Signal die eine und für das andere Signal eine andere Darstellung gewählt werden, z. B. für das zu verzögernde Signal eine 1-bit-Darstellung (das Schieberegister ist nur 1 bit breit) und für das andere Signal eine Multibit-Darstellung. Die möglichen Kombinationen für 1-bit- und 2-bit-Quantisierung, die entstehenden Produkte und Produktzahl, sowie der Vergröße rungsfaktor der Integrationszeit gegenüber sehr feiner Quanti sierung sind in "Radio Science" Band 8 Nr. 8/9 Seite 779 aufge führt. It makes sense to choose a 1-bit or 2-bit representation for the signals in order to be able to work with a high clock frequency and at the same time keep costs down. Figs. 15 to 17 show three simple transfer functions (Fig. 15) for 1-bit, 2-bit (. 16 Fig) and modified 2-bit (Fig. 17) view. It is also possible to choose one representation for the one signal and another representation for the other signal, e.g. B. A 1-bit representation for the signal to be delayed (the shift register is only 1 bit wide) and a multibit representation for the other signal. The possible combinations for 1-bit and 2-bit quantization, the resulting products and number of products, and the magnification factor of the integration time compared to very fine quantization are listed in "Radio Science" Volume 8 No. 8/9 page 779.

Die minimale Integrationszeit gilt für optimal eingestellte Para meter. Da die Dynamik der Signale sehr groß ist, kann die tat sächlich benötigte Integrationszeit wesentlich größer sein. Le diglich bei der 1-bit-x-1-bit-Methode ist sie unabhängig von Parametern.The minimum integration time applies to optimally set Para meter. Since the dynamics of the signals are very high, the did The integration time actually required can be significantly longer. Le only with the 1-bit-x-1-bit method, it is independent of Parameters.

Der Addierer-Akkumulator bildet den Integrationstiefpaß. Er summiert die im Schiebetakt entstehenden Produkte auf. Ist der Akkumulator groß genug, so kann die Integrationszeit beliebig groß, die Tiefpaßbandbreite beliebig klein gemacht werden. Da bei grober Quantisierung nur wenige Produkte ent stehen können, läßt er sich sehr einfach aufbauen.The adder accumulator forms the integration low pass. It sums up the products created in the shift cycle. If the accumulator is large enough, the integration time can arbitrarily large, the low-pass bandwidth made arbitrarily small will. Since only a few products are available with rough quantization can stand, it is very easy to set up.

Bei der 1-bit-x-1-bit-Methode z. B. können als Produkte nur die Zahlen +1 und -1 auftreten. Normiert man diese auf die digitalen Werte H und L, so kann der gesamte Addierer-Akkumulator aus einem Zähler bestehen, der die entstehenden H-Zustände auszählt. Ist die Zahl der möglichen Produkte größer, so können mit Vor teilern Gewichte eingeführt werden, der Logikaufwand ist dann größer.In the 1-bit-x-1-bit method e.g. B. can only as products Numbers +1 and -1 occur. If you normalize them to digital Values H and L, the entire adder accumulator can consist of one There is a counter that counts the resulting H states. If the number of possible products is larger, you can use Vor divide weights are introduced, the logic effort is then greater.

Fig. 18 zeigt einen Addierer-Akkumulator für den einfachsten Fall einer 1-bit-x-1-bit-Multiplikation. Sind die Werte am Ein gang der Multiplizierstufe MU 1,1 bzw. 0,0 so ergibt sich am Aus gang von MU eine 1. Der verzögerte Schiebetakt am nachfolgenden UND-Gatter UG besorgt die taktgenaue Weiterschaltung zu einem Zähler ZL. Nach Ablauf der Integrationszeit gibt derjenige Zähler, welcher den höchsten Zählwert erreicht hat, das Maximum der Korre lationsfunktion an. Die fortlaufende Nr. des Zählers ZL zeigt an, wie groß die Zeitverschiebung ist. Tritt das Maximum z. B. beim Zähler von MU3 auf, so ist τ=Δt₃, ggf. τ=Δt₃+τ_L (Fig. 14). Die Ausgänge des Zählers repräsentieren den Wert der KKF für eine bestimmte Laufzeitdifferenz im BCD- oder Binär-Code. Fig. 18 shows an adder-accumulator for the simplest case of a 1-bit x 1-bit multiplication. If the values at the input of the multiplication stage MU are 1.1 or 0.0, the output from MU is 1. The delayed shift clock at the subsequent AND gate UG ensures precise switching to a counter ZL. After the integration time has elapsed, the counter that has reached the highest count value indicates the maximum of the correlation function. The consecutive number of the counter ZL shows how big the time shift is. Occurs the maximum z. B. at the counter of MU 3 , then τ = Δt₃, possibly τ = Δt₃ + τ _L ( Fig. 14). The outputs of the counter represent the value of the KKF for a certain runtime difference in the BCD or binary code.

Ein Korrelator, der prüft, ob die zwei Empfangssignale miteinander korreliert sind, kann benutzt werden, um herauszufinden, ob es sich um echte Ziele oder Geister handelt. Für einen solchen Kor relator gelten im Prinzip die zur Quantisierung gemachten Über legungen. Es handelt sich hierbei um den Sonderfall, daß nur sehr wenige Hyperbelabschnitte im Durchdringungsbereich der Antennen keulen liegen. Die Anzahl der benötigten Multiplizierer und Akkumulatoren kann also sehr klein gemacht werden.A correlator that checks whether the two received signals are together correlated can be used to find out if it is are real goals or ghosts. For such a cor relator, in principle, apply the over made for quantization laying. It is the special case that only very few hyperbolic sections in the penetration area of the antennas clubs lie. The number of multipliers and Accumulators can therefore be made very small.

Ein solcher Korrelator kann auch als Zusatzeinrichtung in einem bestehenden Triangulationsortungssystem zur Eliminierung der Geister verwendet werden ("deghosting").Such a correlator can also be used as an additional device in one existing triangulation location system to eliminate the Ghosts are used ("deghosting").

Claims

1. Location system with two sensors set up separately at a certain distance at different stations, which detect the modulated radiation emanating from a radiating object, the received signals being subjected to a cross-correlation in a correlator and the time delay required to form the maximum cross-correlation - possibly taking into account the other time delays resulting from the structure - is used to determine the location according to the transit time difference method in the form of a hyperbolic function as a location curve, and one of the sensors has a correspondingly sharp bundling and the angle of incidence determined on the basis of a search-scanning movement Object detected via an angle encoder and fed to a distance calculator, which determines the target coordinates of the object by combining this directional information and the hyperbolic function that the hyperbolic function with the cut through the angle determination by means of the directional sensor for the direction of incidence of the radiation, the intersection indicating the target position of the object, characterized in that in a manner known per se the other sensor (S 2 ) also has a directional characteristic and the direction of the angle of incidence (ϕ₂₀) of the radiation coming from the object (ZO 1 ) is determined by corresponding scanning movements that for a rough distance determination the angle of incidence (ϕ₁₀, ϕ₂₀) measured by the two sensors (S 1 , S 2 ) an angle computer (WR) are brought together so that the resulting transit time difference is determined on the basis of the approximately determined object position in the angle computer (WR) and that a delay device (VL) connected downstream of the receiver (E 1 or E 2 ) is set in such a way that the signals arriving at the correlator at the same time are almost the same, d he cross-correlation maximum modulation function.

2. Location system according to claim 1, characterized in that the sensors (S 1 , S 2 ) scan the area to be recorded step by step in a search process, that the cross-correlation function in the correlator (KR) is formed for each scanning step, and that in the absence a clear correlation maximum, the search movement is continued until the maximum occurs.

3. Location system according to claim 2, characterized in that in the sensors (S 1 , S 2 ) downstream receivers (E 1 , E 2 ) threshold circuits are provided which initiate the initiation of only when a threshold value is exceeded from a certain direction Initiate correlation in the correlator (KR).

4. Location system according to one of the preceding claims, characterized in that the bundling of the two sensors (S 1 , S 2 ) is selected differently and that sensor (z. B. S 2 ) with the lower focusing sharpness has special low lobes.

5. Location system according to one of the preceding claims, characterized in that the correlator (KR) from two each have a series of tapped registers (SR 11 to SR 1 N or SR 21 to SR 2 N) having shift registers (SR 1 , SR 2 ), which each receive the receive signals from one of the sensors (S 1 , S 2 ), and that undelayed receive signals from one sensor (e.g. S 1 ) each together with the tapped registers (e.g. . SR 21 to SR 2 N) of such the other sensor (. B. S 2) associated shift register (z. B. SR 2) coming signal values of a multiplication stage (MU 1 to MUN + are supplied to 1), wherein the from the number the maximum of the channel resulting in the cross-correlation function and the sought time delay (τ) is determined from the cycle time (δ) of the associated shift register (eg SR 2 ) ( FIG. 13).

6. Location system according to one of claims 1 to 4, characterized in that a delay device (VLA) is provided in front of the corrector (KR) for the received signals from a sensor (eg S 1 ) Emp, the delay time ( τ _L ) is selected such that the associated signals are always lagging behind the received signals coming from the other sensor (e.g. S 2 ), that only a shift register for the received signals of the first-mentioned sensor (e.g. S 1 ) (SR 1 ) is provided, the tapped Registerstel len (SR 11 to SR 1 N) together with the undelayed receive signals from the other sensor (z. B. S 2 ) to multiplication levels (MU 1 to MUN + 1), whereby from the number of the channel giving the maximum of the cross-correlation function and from the cycle time (δ) of the associated shift register (e.g. SR 2 ) the sought time delay (τ) is determined ( FIG. 14).

7. Location system according to claim 6, characterized in that the shift register (SR 1 ) te te received signal of one sensor (z. B. S 1 ) is coarser than the undelayed received signal of the second sensor (S 2 ).

8. Location system according to one of the preceding claims, there characterized in that the signal ver work in the correlator (KR) is done digitally.

9. Location system according to one of the preceding claims, characterized in that the various output channels of the correlator (KR) Additionsschaltun gene, in particular counter, are connected downstream (z. B. AC 1 to AC (N + 1), which the values of Add cross correlation function to, the addition circuit with the maximum value indicating the channel with the maximum of the cross correlation function.

10. Location system according to one of the preceding claims, characterized in that the correlator (KR) is spatially arranged at one of the two stations, preferably the one with the sharply focusing directional characteristic (S 1 ), the received signals from the other station the first station.

11. Location system according to one of the preceding claims, characterized in that one of the stations has a radar device (E 1 R) which, in disrupted operation or in disrupted sectors, the target coordinates of the interferer from the passive location system for evaluation, preferably for display on the screen (AS).

12. Location system according to claim 11, characterized in that the correlator (KR) is arranged spatially in the radar device (E 1 R).

13. Location system according to claim 11 or 12, characterized in that receiving devices (z. B. local oscillators) of the radar (E 1 R) are also used for the receiver (E 1 ) of the sensor (S 1 ).

14. Location system according to claim 13, characterized in that the received signals of both sensors (S 1 , S 2 ) with the same, from the radar receiver (E 1 R) coming beat frequency in separate mixers (MI 1 , MI 2 ) are mixed.

15. Location system according to one of claims 11 to 13, characterized in that the radar antenna (S 1 A) is used together with its angle transmitter (WG 1 ) and the associated Steuereinrichtun conditions for the scanning movement as the sensor (S 1 ).

16. Location system according to one of claims 11 to 15, there characterized in that only in Stö the correlator (KR) and the associated evaluations device (e.g. DR) are switched on.

17. Location system according to one of claims 11 to 15, characterized in that the correlator (KR) and possibly the associated evaluation devices (z. B. DR) are constantly supplied with received signals from the radar antenna (S 1 A) and in operation are and that in the event of interference, the target coordinates thus obtained are immediately available.