Doppler-Prinzip in der Peiltechnik

Der österreichische Physiker Christian Doppler entdeckte 1842, dass eine Bewegung zwischen Sender und Empfänger einer Welle ihre Frequenz verändert: Läuft der Sender auf den Empfänger zu, wird die Frequenz höher, entfernt er sich vom Empfänger, wird die Frequenz niedriger.

Um dieses Prinzip für die Peilung eines Senders zu nutzen, bewegen wir eine Antenne mit hoher Geschwindigkeit auf einer horizontalen Kreisbahn, so dass sie sich auf den Sender zu bewegen und wieder von ihm entfernen kann (1).

Dadurch wird – nach dem Doppler-Prinzip – die Frequenz des Sendesignals verändert, seine Frequenz wird moduliert (2).

Nach Demodulation und Filterung gewinnen wir ein sinusförmiges Signal, dessen Frequenz der Rotationsgeschwindigkeit der Antenne entspricht (3). Die Nulldurchläufe der Sinuskurve entsprechen den Positionen auf der Kreisbahn, die zum Sender den kleinsten bzw. den größten Abstand haben. Damit zeigt die Phasenlage der Sinuskurve die Richtung der Signalquelle, des Senders, an (4).

In der Praxis wird die Antenne nicht mechanisch, sondern elektrisch rotiert. In einem Feld von vier vertikal angeordneten Dipolantennen wird zwischen den einzelnen Antennen weich umgeschaltet, so dass das resultierende Signal annähernd dem einer tatsächlich rotierenden Antenne entspricht.

Auch wenn das Grundprinzip einfach zu verstehen ist, gehört eine Menge Know-how dazu, um wirklich gute Peilergebnisse zu erzielen. Beispielsweise ist das schnell auf- und abschwellende ELT-Signal schwer zu peilen. Außerdem verfälschen Reflexionen das Ergebnis.

Um optimale Ergebnisse zu gewinnen, arbeitet RHOTHETA mit einer hohen Rotationsgeschwindigkeit und einer zyklischen Änderung der Drehrichtung. Durch optimierte Erfassungs- und Auswertealgorithmen wird selbst unter schwierigen Bedingungen eine stabile Peilung gewährleistet.