Maximumpeiler


Unter einem Maximumpeiler versteht man in der Funkmesstechnik einen Phasenpeiler, der mit Hilfe des Maximums einer stark gebündelten Richtantenne die Einfallsrichtung der Welle (des zu peilenden Signals) schätzt.

Richtdiagramm einer Antenne zur Maximumpeilung.
Richtdiagramm einer Antenne zur Maximumpeilung. Die an der Antenne induzierte Spannung ist maximal, wenn die elektromagnetische Welle aus Richtung der HAuptkeule einfällt.

Ein Maximumpeiler besteht neben einer Richtantenne aus einem Einkanal-Empfänger, einem Peilprozessor und einem Sichtschrim.

Der Empfänger setzt die trägerfrequenten Antennensignale in eine feste ZF-Lage um. Der Peilprozessor berechnet aus den ZF-Signalen die Peilfunktion, sowie daraus den gesuchten Peilwinkel, und gibt das Ergebnis auf dem Sichtschirm aus.

Realisierungsprinzip am Beispiel des Maximumpeilers. Die Wandlung Phase zu Spannung wird von der Antenne realisiert. Der sichtbare Peilwinkel ist bezogen auf eine Referenzrichtung.
Prinzip des Maximumpeilers: ist der Drehwinkel θ gleich dem Einfallswinkel α der Welle (Bezogen auf ein Referenznord) dann wird die maximale Klemmenspannung gemessen (Antennenachse steht senkrecht zu den Wellenfronten).

Das Prinzip des Maximumpeilers basiert auf dem Auskoppeln und Überlagern der Teilwellen, an den Einzelelementen der Richtantenne, zu einem Summensignal dessen Maximum (Hauptkeule) bei dem Orientierungswinkel der Antenne auftritt, bei dem die Phasendifferenzen zwischen den Teilwellen minimal werden. In Richtung der Hauptkeule überlagern sich die Teilwellen konstruktiv (ergänzend), rechts und links davon ist die Überlagerung dagegen mit steigendem Winkel schnell destruktiv (auslöschend) wodurch sich die gewünschte Vorzugsrichtung ergibt. Im Fall der höchsten induzierten Spannung steht Hauptkeule steht senkrecht auf den Phasenfronten (E-Feld) der einfallenden Welle und zeigt Richtung Sender (siehe Abbildungen oberhalb).

Beim Einfall einer Welle bildet die Ausgangspannung der Antenne das Richtdiagramm dieser ab. Bei der Ausgangspannung der Antenne handelt es sich also um eine im Rythmus der Richtcharakteristik der Antenne amplitudenmodulierte Spannung.

Peilfunktion des Maximumpeilers. Das Maxium der Ausgangspannung der Antenne (rote Linie) markiert den gesuchten Peilwinkel.
Peilfunktion des Maximumpeilers (entspricht im Einwellen-Fall der karthesischen Darstellung des Richtdiagramms). Das Maxium der Ausgangspannung der Antenne (rote Linie) markiert den gesuchten Peilwinkel.

Durch eine Maximumsuche im Peilprozessor kann der gesuchte Peilwinkel direkt aus dem Spannunsverlauf der Ausgangspannung der Antenne, der sogenannten Peilfunktion, abgelesen und auf dem Sichtschrim ausgegeben werden:

Formel3Formel4

Die Genauigkeit des gemessenen Peilwinkels hängt stark von der Richtcharakteristik der verwendeten Antennengruppe ab. Je breiter die Keule des Hauptzipfels der Peilfunktion ist (je niedriger der Anstieg um das Maximum ist bzw. je kleiner die Spannungsänderung in der Umgebung des Maximums ist), desto eher kann sich der Peilwert bei systembedingten additiven Rauschen veschieben und somit das Peilergebnis verfälschen (siehe Verunsicherungsbereich).

logaritmisch periodische Dipolantenne (crossed log. periodic antenna) mit  Maximum-Richtcharakteristik.
R&S®HL007A2 Antenne, logaritmisch periodische Dipolantenne (crossed log. periodic antenna) mit Maximum-Richtcharakteristik. [Quelle: Rohde&Schwarz]
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