Peilen mit Richtantennen


Beim Peilen mit Richtantennen wird durch Auswertung der Ausgangspannung (Fußpunktspannung, Klemmenspannung) einer bewegten Richtantenne eine Aussage über die Einfallsrichtung der Welle getroffen. Beim Einfall einer Welle bildet die Ausgangspannung das Richtdiagramm der Antenne ab. Der Peilwert kann direkt aus dem Verlauf der Ausgangspannung abgelesen werden (Extremwert der Ausgangsspannung, je nach verwendetem Verfahren).

Die Drehung der Antenne kann durch einen Bediener oder automatisch (sogenannter Umlaufpeiler) erfolgen.

Richtdiagramm einer Wendelantenne die um den Winkel Θ um ihre eigene Achse rotiert. Die Ausgangspannung ist am größten wenn α (Bezugsrichtung) gleich Θ ist (Maximumpeiler).
Richtdiagramm einer logarithmisch periodischen Antenne, die um den Winkel Θ um ihre eigene Achse rotiert. Die Ausgangspannung ist am größten wenn α (Bezugsrichtung) gleich Θ ist (Maximumpeiler).

Richtantennen (siehe Abbildung) zeichnen sich dadurch aus, das ihre Ausgangspannung (Fußpunktspannung, Klemmenspannung) abhängig vom Einfallswinkel der Welle ist. Die Richtwirkung der Antenne wird durch das Zusammenschalten mehrerer Antennenelemente erreicht. Die Ausgangsspannung der Richtantenne wird durch Summen- oder Differenzbildung von Teilspannungen (Teilwellen) der beteiligten Einzelantennen gebildet, daher handelt es sich um eine Phasenpeilung. Je nach verwendeter Berechnungsvorschrift wird unterschieden nach:

Bei der Maximumpeilung überlagern sich die in Richtung der Hauptkeule liegenden  Teilwellen der Einzelelemente konstruktiv (ergänzend). Rechts und links davon ist die Überlagerung dagegen mit steigendem Winkel schnell destruktiv (auslöschend) wodurch sich die gewünschte Vorzugsrichtung ergibt. Das Maximum der induzierten Ausgangspannung tritt bei jenem Orientierungswinkel der Antenne auf, bei dem die Phasendifferenzen zwischen den Teilwellen minimal werden. Die Antennenachse steht, in diesem Fall, senkrecht zu den Phasenfronten (Isophasen, E-Feld) und zeigt somit entgegen dem Poynting Vektor der einfallenden Welle.

Für eine Minimumpeilung werden die Teilwellen so zusammengefasst, dass die Phasendifferenzen in Welleneinfallsrichtung maximal werden und damit ein scharfes Empfangsminimum auftritt.

Realisierungsprinzip am Beispiel des Maximumpeilers. Die Wandlung Phase zu Spannung wird von der Antenne realisiert. Der sichtbare Peilwinkel ist bezogen auf eine Referenzrichtung.
Realisierungsprinzip am Beispiel des Maximumpeilers. Die Wandlung Phase zu Spannung wird von der Antenne realisiert.

Für eine hohe Peilgenauigkeit ist das Verfahren der Minimumpeilung zu bevorzugen, da das Minimum der Richtcharakteristik im allgemeinen eine höhere Peilschärfe als das Maximum bietet und damit der Verunsicherungsbereich des Peilwinkels kleiner ist.

Vorteile des Peilens mit Richtcharakteristiken liegen neben der einfachen Realisierung in der:

    • hohe Trennschärfe (je nach Richtcharakteristik der Antenne) des Verfahrens und
    • Fähigkeit zur Auflösung von Mehrwellenszenarien (Voraussetzung: Azimutabstand der Signale ist größer als die Breite der Haupkeule des Richtdiagramms).

Nachteile des Verfahrens bestehen im:

    • Mangel Kurzzeitsignale (Pulse) zu Peilen deren Periodendauer kleiner als die Umlaufgeschwindigkeit der rotierenden Antenne
    • eingeschränkten Erfassungsbereich (Hauptkeule der Richtcharakteristik).
Richtempfangsantenne AP815. [Werksfoto Rohde & Schwarz]
Richtempfangsantenne AP815. [Werksfoto Rohde & Schwarz]
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