Antennensystemfehler des Watson-Watt Peilers (Adcock-Antenne)


Der Antennensystemfehler eines Watson-Watt-Peilers der unter Zuhilfenahme von Adcock-Antennen die Richtung der einfallenden Wellenfront schätzt ist abhängig von:

    • der Apertur des Adcocksystems,
    • der Richtung der einfallenden Welle (Elevation, Azimut) und
    • der Anzahl der Adockelemente des Antennensystems.

Für den 4-Mast-Adcock gilt folgender Zusammenhang zwischen Peilwinkel und Feldvektor der einfallenden elektromagnetischen Welle:

Formel30

Aus der vorangegangenen Gleichung ist zu erkennen, das die Bedingung α = α‘ nur an den Stellen α = 0°,45°,90° usw. erfüllt wird (nur bei diesen Winkeln ist das Argument unabhängig vom Aperturfaktor k).

Bei allen anderen Winkeln weicht α von α‘ um ε = α‘ – α ab. Diese Differenz ε ist der Antennensystemfehler des Adcocksystems. Sie wird Maximal wenn der Winkel α Werte von 22.5°, 67.5° usw. annimmt. Der Maximalwert der Differenz wird durch den Aperturfaktor k bestimmt. Für sehr kleine Aperturen kann der Sinus in oberer Gleichung durch sein Argument ersetzt werden und der Peilfehler verschwindet ganz.

Antennensystemfehler eines 4-Mast-Adcocks.
Antennensystemfehler eines 4-Mast-Adcocks.

Der Antennensytemfehler eines 4-Mast-Adcock folgt der Funktion [1]:

Formel32

und ist abhängig vom Aperturfaktor k. Der für eine grobe Abschätzung des Fehlers nützliche maximale Antennensystemfehler hat die Dimension [1]:

Formel28

Für die Dimensionierung von Adcock-Antennen kann bei Forderung eines maximalen Peilfehlers (in der Praxis: 1°) aus oben genannter Gleichung der Durchmesser der Antennengruppe berechnet werden. Der Antennensystemfehler steigt mit der Größe der Basis b. Für die Einhaltung des geforderten maximalen Peilfehlers, besonders im HF Bereich, ist es (aus Platzgründen) nicht möglich die Basis entsprechend des gewünschten Peilfehlers zu verkleinern.

Der Antennensytemfehler kann, nicht nur durch Verkleinerung der Basis, sondern auch durch die Vergrößerung der Anzahl der verwendeten Antennen verringert werden [2]. Somit kann:

    • die Basis deutlich größer ausfallen und dennoch die Forderung an den maximalen Peilfehler eingehalten werden und
    • die Peilempfindlichkeit der Anlage gesteigert werden.

Für den allgemeinen Fall einer n-Mast-Adcock Anlage gilt für den Antennensystemfehler [1]:

Formel33

und für den maximalen Antennensystemfehler [1]:

Formel34

Hierrin handelt es sich bei J um die Besselfunktion entsprechend gekennzeichneter Ordnung für das Argument:

Formel35

Der Zusammenhang zwischen Antennenzahl n, der Apertur und dem Peilfehler ε lässt sich aus folgender Abbildung ablesen:

Verlauf des maximalen Peilfehlers eines Antennensystems mit n Masten aufgetragen über der Apertur des Systems.
Verlauf des maximalen Peilfehlers eines Antennensystems mit n Masten aufgetragen über der Apertur des Systems.
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