Hi Leute, seht ihr eine Möglichkeit ein Funksignal über eine Entfernung von max. 50m zu peilen, sodass ich letztendlich die Winkelangaben eines sphärischen Koordinatensystems bekomme? Also bspw. das Signal ist 35° rechts und 12° unten? Anwendungsfall ist ein RC Modell, welches sich an dem Funksignal orientieren soll (z.B. ein Quadrocopter). Dementsprechend wäre es von Vorteil, wenn das System klein und leicht wäre. Danke! Gruß, Malte
Von einen Standort kannst du nur die Richtung, aus der ein Signal kommt feststellen. Wenn du noch die Entfernung haben willst, brauchst du einen zweiten Standort. Je mehr der sich in einen Winkel von 90° zum Sender befindet, desto genauer wird die Peilung. Es ginge theoretisch auch noch über die Signallaufzeit. Ralph Berres
Da die Antennen die du zur Richtungsschätzung brauchst mehrere Empfangselemente nebeneinander haben im Abstand viertel bis halbe Wellenlänge wird das etwas groß für das Modell. Anders herum, dass um das Modell (mit einer rundstrahlenden Antenne) mehrere richtungsschätzende Antennen sitzen die das Modell anpeilen, so wird eher was draus. Stichwort ist phased arrays oder auch MUSIC-Algorithmus.
Hi, Malte, > seht ihr eine Möglichkeit ein Funksignal über eine Entfernung von max. > 50m zu peilen, sodass ich letztendlich die Winkelangaben eines > sphärischen Koordinatensystems bekomme? Im Prinzip ja. Als Einzelanfertigung aber viel zu teuer. Auf 50m ist optik preiswerter und präziser. Ciao Wolfgang Horn
Nein, Malte, ich habe einfacher gedacht. Und zwar Variante 1: Du nimmst drei Baulaser aus dem Baumarkt. Solche, die einen Laserpunkt rotieren lassen. Mindestens zwei davon drehen um die vertikale Achse. Bei meinem Baulaser konnte ich die Kollimatorlinse ausbauen, darauf strahlte der keinen Punkt mehr, sondern einen Querstrich. Der Schnittpunkt zwischen zwei rasenden, vertikalen Querstrichen könnte der Standpunkt Deines Quadros sein. Der dritte Baulaser rotiert um eine horizontale Achse und gibt damit die Höhe. Konstante Speisung der Laserdioden gibt nur DC, moduliert hättest du Kennfrequenzen. Dann bräuchtest Du nur noch registrieren, welche Kennfrequenz wann ankommt und hast den Schnittpunkt. Variante 2: Dasselbe mit der Mechanik für ein Disco-Laserlicht. Irgendwer hat einen Laser sogar mit einer Festplattenmechanik verheiratet. Ginge sowohl mit der Kopfsteuerung als auch mit dem Drehmotor. Variante 3: Das ganze invertiert. LED am Quadrokopter. Die Abtastungen sind dann nicht für jeweils eine Laser-, sondern für jeweils eine Photodiode. Bei Pollin gab es mal rotierende Octogonspiegel wie in Supermarkt-Kassen. Fast hätte ich einen gekauft, um mal zu schauen, ob ich den modifizieren könnte. "Ist der Geldbeutel leer, Muss Edelschrott her." "Der Schrott im Keller Macht das Erfinden schneller." (Dietrich Drahtlos) Ciao Wolfgang Horn
Hmm, find die Lösung jetzt nicht sooo schön. Muss mir das nochmal durch den Kopf gehen lassen. Malte
Nee, Malte,
> find die Lösung jetzt nicht sooo schön.
Die wirklich schönen Lösungen finden wir im Reich namens "Reibungslos",
wo Getriebe keine Reibung haben, Motoren keinen Sprit brauchen und
Medikamente keinerlei Nebenwirkungen haben. Da gibt es auch
omnidirektionale Richtantennen, Peiler von der Größe einer Armbanduhr
und neben dem Stein der Weisen liegt der Jungbrunnen.
In unserer Welt dagegen müssen wir mit Wirkungen und Nebenwirkungen
jonglieren, und wenn alles funktioniert, stellt unser Kunde unseren
Apparat auf einen Vibrationsmessplatz, und dann dürfen wir alles noch
mal bauen, aber viel solider und fester.
Klar, Malte, Du hättest eher so eine Art 3D-Peiler im Format einer
Armbanduhr gehabt.
Vielleicht hat ja noch jemand einen Vorschlag. Je nach angestrebter
Ortungspräzision hätte ich noch diesen Vorschlag in Reserve: Ein
kräftiger Piepser im Quadrokopter sendet akustisches Pseudo-Noise und
mehrere Mikrofone am Boden zur Laufzeitmessung des Schalls. Aber bei 50
Metern könnte ich so was erst nach einigen Versuchen zusagen.
Ciao
Wolfgang Horn
Malte schrieb: > find die Lösung jetzt nicht sooo schön. Du wirst damit leben müssen, dass die Peilgenauigkeit von der Antennengröße in Relation zur Wellenlänge abhängt oder die Genauigkeit einer Laufzeitmessung umgekehrt proportional zur Frequenz ist. Wie wäre es mit einem Netz von (min.) 4 Ultraschallsendern, die den Luftraum mit Pulsen beschallen. Das Fluggerät muß dann die Differenz der Eintreffzeiten auswerten.
Wie groß wäre so ein System, wenn man 868 MHz Signale nutzt? Das müsste doch relativ kompakt sein!? lambda=34,56cm Malte
Im 10 Ghz Bereich sollte das schon gehen mit z.B. Hornantennen, die dann auch eine scharfe Keule und sehr gute Vor-Rückdämpfung haben. Bei tieferen Frequenz kriegst du einfach nicht die entsprechenden Antennengrössen auf den Flieger. Malte schrieb: > lambda=34,56cm Stimmt schon, aber damit hast du noch gar keine Richtwirkung. Eine Yagi besteht dann im Minimalfall aus 3 Elementen mit ca 17 cm Länge (ein Direktor, der Strahler und der Reflektor), aber die Vor-Rückdämpfung ist jämmerlich und die Richtwirkung sehr unscharf, geschweige denn die Höhenerkennung. Mit mehr Elementen wird das besser, aber die Antenne wieder grösser.
Matthias Sch. schrieb: > Stimmt schon, aber damit hast du noch gar keine Richtwirkung. Eine Yagi > besteht dann im Minimalfall aus 3 Elementen mit ca 17 cm Länge (ein > Direktor, der Strahler und der Reflektor), aber die Vor-Rückdämpfung ist > jämmerlich und die Richtwirkung sehr unscharf Als Antenne zum Einpeilen eines Objektes ist eine langen Yagi sehr unpraktisch, weil die auch noch rotieren muß, um den Sender zu orten. Handlicher ist ein Dopplerpeiler mit 8 Dipolantennen http://www.peilgruppe-kalmit.de/theorie_dopplerpeiler.htm
Im freien Weltall ginge das, aber da braucht man ja keinen Qudrokopter... Aber im Ernst: Die erforderliche Genauigkeit wäre nur mit einer recht hohen Frequenz machbar. Z.B. 10 GHz Aber in der Praxis werden dir ( hier auf der Erde ) die Reflexionen an Gebäuden, Autos, Überlandleitungen.... die Suppe versalzen. Der Empfänger kann nicht unterscheiden, ob er ein reflektiertes Signal oder ein direktes Signal empfängt. Gegen solche Probleme helfen höchstens extrem aufwändige Softwarelösungen zur Fehlerkorrektur. Die Quadrokopter können doch bereits GPS + Höhensensor....das ist erprobt.
Werner schrieb: > Als Antenne zum Einpeilen eines Objektes ist eine langen Yagi sehr > unpraktisch, weil die auch noch rotieren muß, um den Sender zu orten. Ja, das sach ich ja :-P Allerdings könnte der TO ja den Kopter rotieren. Die 10-12 Ghz Nummer funktioniert. Man nehme ein altes, umgestimmtes Satelliten LNB als Oszillator (die Dinger strahlen natürlich ihren LO vorne raus) und ein zweites als Receiver. Hab ich mal auf der Messe gesehen, wo ein SAT Receiver Hersteller seinen Autopeiler vorstellte. Der Typ hatte ne LNB mit einer 9 Volt Batterie in der Hand und die SAT Schüssel fixierte ihn wie ein Hündchen. Das ging in der Messehalle erstaunlich gut. Wetterballons werden auch so gepeilt, allerdings ist die Arbeitsfrequenz deutlich niedriger (so bei 1700 Mhz), deswegen haben die Jungs bei uns aufm Flughafen Tempelhof auch eine 2,5 Meter Parabolantenne. Das Ergebnis ist das gleiche: Sobald die Wettersonde aktiviert wird, dreht sich die Schüssel auf den Ballon und bleibt an ihm dran.
Richtig, Stephan,
> http://de.wikipedia.org/wiki/Drehfunkfeuer :-)
Das ist die Variante "Baulaser" mit der VHF-Funktechnik.
Dieser Lösungsansatz lässt sich beliebig verfeinern.
Bis auf GPS sind im Funk schon alle denkbaren und machbaren Ansätze für
Ortung und Navigation schon ausprobiert worden. Alte Zusammenstellungen
in Buchform liefern gute Anregungen für erneute Versuche mit heutiger
Technik.
Ciao
Wolfgang Horn
So ein Drehfunkfeuer klingt tatsächlich interessant. Die Frequenzverschiebung zwischen dem rotierenden Signal und dem statischen Signal zu messen finde ich cool! Reicht da nicht sogar ein RFM12-433? Als Daten könnte ich die Identifikation des Drehfunkfeuers und GPS Position und Luftdruck senden!? Malte
Wenn das Gebiet relativ leer ist, dann kann man auch Ultraschall nehmen. Da kriegt man mit drei Empfänger-Kapseln in 10 cm Abstand, ein paar Op-Amps und nem AVR Winkelauflösungen im Gradbereich...
Naja, im Endeffekt wird man nicht darum herum kommen, einen GPS-Empfänger an Bord zu haben, die Koordinaten per vorhandener Telemetrie zu übertragen, an der Bodenstation nochmal GPS-Koordinaten zu haben und daraus dann die Position des Fluggerätes zu ermitteln.
Hi Wolfang, weißt Du zufällig, ob die von Dir angesprochene Lösung (noch ?) patentrechtlich geschützt ist oder Stand der Technik ? Interessant wird ja noch ggfs, die kurze Auswertezeit und die Bestimmung des Mittelpunkts, ich stelle mir da grade rechthohe Modulationsfrequenzen und mehrere überlappende FFTs auf einem FPGA vor. Weißst Du zufällig, wie das Arcsecond System arbeitet ? mfg Maik
Wenn du nicht im Freien operierst (Tageslicht), wovon aber bei deinen Längen wohl auszugehen ist, könntest du dir mal die Wii Remote Kamera ansehen: I2C Vision Sensor bis 4 Punkte, sehr schnell.
Hi, Maikh, > weißt Du zufällig, ob die von Dir angesprochene Lösung (noch ?) > patentrechtlich geschützt ist oder Stand der Technik ? Die war schon im 2. Weltkrieg bekannt. Schau mal unter "Funkfeuer + CONSOL". Die SEL hat das Prinzip weiter entwickelt für ein verlegefähiges Instrumentenlandesystem für Mikrowelle. Ach ja, die sowjetischen Flugabwehrraketensysteme SA-2 und SA-3 benutzten das Prinzip für Target Tracking und Missile Guidance. Einsatz im Vietnam-Krieg. > ich stelle mir da grade rechthohe Modulationsfrequenzen > und mehrere überlappende FFTs auf einem FPGA vor. > Weißst Du zufällig, wie das Arcsecond System arbeitet ? Das hatten die Russen damals noch nicht. Bloß Röhren. Deshalb habe ich rotierende Baulaser vorgeschlagen - da kann ein Timer den Zeitpunkt bestimmen, zu dem der Laser den Quadrokopter angeleuchtet hat. Allerdings kenne ich keine Baulaser für rot, grün und blau. Aber das dürfte leicht zu basteln sein. Ciao Wolfgang Horn
Wolfgang Horn schrieb: > Schau mal unter "Funkfeuer + CONSOL". Das ist ja echt hochinteressant, und das kapiert sogar ein Funk-Noob wie ich :-) Eine Sache verstehe ich bloß nicht, wie empfängt man zwei Signale gleicher Frequenz gleichzeitig? Bei Consol wird ja vom mittleren Mast ein Signal umher geschickt, und von den anderen beiden eben Phasenverschoben. Das sich die beiden Signale der äußeren Masten mischen, also auch gegenseitig aufheben können, wenn man an der richtigen Stelle steht, ist klar, aber wie kann ich dann noch das Signal von dem mittleren Masten erkennen? Der Punkt wird mir irgendwie nicht richtig klar. Also wenn sich die Signale der äußeren Masten nicht aufheben, was ja größtenteils der Fall ist, wie kann ich dann zwischen den Signalen der äußeren und dem Signal des mittleren Masten unterscheiden? MfG Dennis, der diesen Thread mit großem Interesse mitverfolgt :)
Hi, Dennis,
> ...wie empfängt man zwei Signale gleicher Frequenz gleichzeitig?
Frag Deine Ohren.
Die tun das nämlich.
Oder frag Dein Autoradio. Vornehmlich, wenn Du an der Ampel hältst,
plötzlich der Sender schwächelt - und schon nach einem halben Meter
voran wieder voll da ist.
Wenn Du es theoretischer haben möchtest, schau mal unter "phased array".
Die Wahrheit: Das Signal eines Senders wird aufgeteilt auf mehrere
Antennen.
Damit handelt es nicht mehr um zwei Signale, sondern um eines, das über
mehrere Antennen ausgestrahlt wird.
Ciao
Wolfgang Horn
da hätte ich auch noch was http://de.wikipedia.org/wiki/Hyperbelnavigation http://de.wikipedia.org/wiki/Omega-Navigationsverfahren http://de.wikipedia.org/wiki/LORAN http://de.wikipedia.org/wiki/Tschaika_(Funknavigation)
Hey Das ja erstmal ne Menge Stoff, da werd ich mich mal die nächsten Tage bisschen durchlesen, aber ist echt ein interessantes Thema, mal sehn, ob ich daraus irgendwann mal ne kleine Bastelei anfange Danke euch zwein für die guten Weiterführenden Links MfG Dennis
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