Hochauflösendes Peilverfahren

Ihre Anforderung: Gleichkanalstörung

Die meisten Funkpeilverfahren können nur einen einzigen Emitter auf einer bestimmten Frequenz peilen, die ausschließlich von diesem bestimmten Sender belegt ist. Arbeiten aber weitere Sender auf derselben Frequenz, kann die Peilung beeinträchtigt werden (Gleichkanalstörung). In diesem Fall hängt das Peilergebnis vom Pegelverhältnis der Sender ab. Ist einer der Sender deutlich stärker als die anderen, wird dessen Richtung mit geringen Peilfehlern dargestellt. Weisen die Sender ähnliche Pegel auf, sind die Peilergebnisse normalerweise falsch. Das betrifft alle herkömmlichen Peilverfahren einschließlich der korrelativen Interferometer-, Doppler- und Watson-Watt-Methoden.

In der Praxis treten Gleichkanalstörungen regelmäßig auf. Teilweise ist es auch ein Merkmal eines Übertragungsverfahrens:

• Im HF-Bereich ändern sich die Ausbreitungseigenschaften ständig. Ausstrahlungen können sich manchmal weiter verbreiten, als ursprünglich geplant, und so in Gebieten empfangen werden, in denen eine andere Station auf derselben Frequenz sendet
• Defekte elektronische Geräte können elektromagnetische Störungen erzeugen, die auf derselben Frequenz der Sender auftreten
• In Gleichwellennetzen, wie sie bei DAB/DVB zum Einsatz kommen, senden mehrere Sender das gleiche Signal auf derselben Frequenz von unterschiedlichen Standorten aus, um die Übertragungsqualität zu verbessern
• Manchmal werden bestimmte Sender absichtlich gestört. In diesem Fall wird ein Störsignal auf derselben Frequenz gesendet
• Arbeitet man mit dem Verfahren Codemultiplex-Vielfachzugriff (CDMA), das beim UMTS-Mobilfunkstandard zum Einsatz kommt, senden viele Stationen gleichzeitig Signale im selben Frequenzbereich. Die Empfänger können die unterschiedlichen Signale mit dem Spreizcode erkennen, mit dem die Nachricht überlagert wird

Um die Gleichkanalsignale zu peilen, wendet Rohde & Schwarz nun ein hochauflösendes Peilverfahren an, das als Option für den R&S^®DDF1GTX Hochgeschwindigkeits-HF-Suchpeiler erhältlich ist. Die Option R&S^®DDFGTX‑SR ergänzt die bereits existierenden Peilverfahren. Der R&S^®DDF5GTS Hochgeschwindigkeits-Suchpeiler wird standardmäßig mit dem hochauflösenden Verfahren ausgeliefert. Das hochauflösende Peilverfahren ist in der Lage, ein Wellenfeld mit mehreren Signalen auf derselben Frequenz aufzulösen. Die Anzahl und der Einfallswinkel der Wellen werden zuerst exakt berechnet und anschließend angezeigt. Die maximale Anzahl hängt von der Empfangsfrequenz, dem Einfallswinkel und dem Signal-Rauschabstand ab.

Technischer Hintergrund

Herkömmliche Peilverfahren basieren auf der Annahme, dass der relevante Frequenzkanal nur eine einzige dominierende Welle besitzt. Dies muss jedoch aufgrund folgender Faktoren nicht der Fall sein:

• Zwischen den Nutzsignalen, die ausgewertet werden, findet eine spektrale Überlappung (z. B. CDMA) statt
• Zusätzlich zum Nutzsignal treten Störer mit hoher Amplitude auf (z. B. elektromagnetische Störung)
• Mehrwegeausbreitung findet statt (z. B. Reflektionen an Gebäuden). Die entstehenden Peilfehler machen die Ergebnisse unbrauchbar

Die herkömmliche Peiltechnologie bietet zwei Gegenmaßnahmen:

• Besitzt die Störerkomponente eine niedrigere Leistung als die Nutzsignalkomponente, kann der Peilfehler minimiert werden, indem der Peiler entsprechend dimensioniert wird (durch Auswahl einer ausreichend großen Antennenapertur)
• Ist die Störerkomponente gleich groß oder größer als die Nutzsignalkomponente, können Sie gesonderte Peilungen von nicht korrelierten Signalen mit hochauflösenden Breitbandpeilern durchführen. Sie können die spektralen Differenzen der Signale nutzen

Hochauflösende Peilverfahren bieten für dieses Problem eine gezielte Lösung: man kann mit ihnen die Anzahl der beteiligten Wellen und ihren Einfallswinkel berechnen. Dies kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Das exakteste Verfahren basiert auf einer Hauptachsenanalyse (PCA) der Antennendaten. Der neue R&S^®DDF5GTS und die Option R&S^®DDFGTX-SR Super-Resolution wenden PCA an.