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Radio-Richtungsfttder.
Die Erfindung bezieht sich auf Radiorichtungsfinder und insbesondere solche, die die Station, deren Richtung festgestellt werden soll, direkt angeben.
Bei Systemen dieser Art werden bekanntlich die Riehteigensehaften einer Rahmenantenne od. dgl. verwendet, um die Richtung irgendeiner gewünschten Station festzustellen. Jedoch war es bisher üblich, die Einstellung des Richtungsfinders mittels Hand vorzunehmen, eine Manipulation, die an die Geschicklichkeit der Bedienungsperson hohe Anforderungen stellte. Es wurde auch vorgeschlagen, graphische Darstellungen zu machen, aus denen die gewünschte Richtung zusammengestellt werden konnte. Auch dieses Verfahren hat sich für praktische Zwecke als viel zu kompliziert erwiesen. Erfindungsgemäss werden alle diese Schwierigkeiten beseitigt und ein Richtungsfindersystem vorgesehen, das eine direkte Ablesung der ermittelten Station ermöglicht.
Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht in der Vorsehung eines Riehtungsfindersystems, bei welchem die gewöhnliche Ungewissheit der 180'im Richtungswinkel der ermittelten Station beseitigt wurde.
Ein Merkmal der Erfindung ist die Vorsehung eines Richtungsfindersystems, das mehrere winkelig angeordnete Antennen umfasst, von denen zwei zweckmässig rechtwinkelig angeordnet sind und deren Stromkreise mit einer drehbaren Induktanz gekoppelt sind, die ihre Ausgangsleistung an ein Anzeigegerät, z. B. ein Galvanometer abgibt, wobei sich das Magnetfeld dieses Anzeigegerätes mit einer Ge- schwindigkeit dreht, die jener der genannten drehbaren Induktanz entspricht.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung bildet eine zusätzliche Antenne, mittels welcher die Ungewissheiten bezüglich einer Richtung und der entgegengesetzten Richtung (180 ) beseitigt erscheinen.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Drehung des genannten Magnetfeldes im Synchronismus mit genannter drehbarer Induktanz erfolgen.
Die vorstehenden und auch weitere Merkmale treten in der folgenden Beschreibung eines besonderen, den Erfindungsgegenstand enthaltenden Systems zutage.
In der Zeichnung zeigt Fig. 1 ein Riehtungsempfangssystem nach der Erfindung. Fig. 2 ist ein Polardiagramm des Systems. Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht einer besonderen Ausführung gewisser Teile der Fig. 1.
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länge abgestimmt sind. Die Antennenkreise enthalten ferner Spulenpaare Bl bzw. B2, bei denen jede Spule von gleicher Grösse und mit der entsprechenden Antenne in Serie geschaltet ist.
Die Spulenpaare B, und B2 sind mit einer abgestimmten Spule C, die um eine senkrechte Achse drehbar ist, induktiv gekoppelt. Durch die Umdrehung der Spule C gegenüber den in induktiver Beziehung stehenden feststehenden Spulen Bi und B2 ändert sich die Stärke der empfangenen Signale als Funktion des Richtungswinkels oder der Richtung der empfangenen Wellen in gleicher Weise als ob bloss eine grosse Rahmenantenne umgedreht worden wäre.
Ferner erhält man durch Kombination des Systems mit einer senkrechten Antenne A und durch entsprechende Wahl der Elemente ein Polarschema eines einseitigen Empfanges, dessen Höchstleistung in der Richtung des Senders liegt.
Fig. 2 zeigt ein Polardiagramm des Systems, worin B die Richtung der Sendestation und 0 eine willkürlich gewählte Nullinie darstellt. Die Kurve zeigt die Empfangsstärke als Funktion des Winkels, den die zur Spulenaehse senkrechtliegende Ebene mit der Richtung 0 bildet.
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Die in der Spule C empfangenen Schwingungen können vor allen Dingen hochfrequent und dann niederfrequent dadurch verstärkt werden, dass sie einem Überlagerungsempfänger mit ungedämpften Wellen aufgedrückt werden ; die so erzeugten Niederfrequenzschwingungen können detektiert werden, wodurch man einen diesen Schwingungen fast proportionalen Gleichstrom erhält. Dieser Strom kann über eine Galvanometerspule D (Fig. l) an dessen zwei Drehzapfenlagerungen, welche sie in vollkommenem Gleichgewicht frei und beweglich um die Achse n erhalten, gesandt werden, wobei diese Spule eine Nadel besitzt, die über einen Umfang von 3600 ablenkbar ist.
Ferner kann ein Magnet V vorgesehen werden, der um die gleiche Achse n rings um die Spule D drehbar ist, ohne diese zu berühren.
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sich beide bei Antrieb der Welle durch einen kleinen Motor synchron drehen. Die entsprechenden Stellungen von V und D sind so, wie sie in der Zeichnung dargestellt sind. Beim Empfang einer Sendung
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wird der Empfang ein Maximum passieren, das dem Augenblicke entspricht, in dem die Flächemichtung der Spule 0 mit der Richtung des Senders zusammenfällt.
In jedem Augenblicke dieses maximalen Energiewertes in der Spule C wird ein maximaler Gleichstrom vorhanden sein, der vom Verstärker und Detektor L, die an die Spule 0 angeschlossen sind, geliefert wird und über die Spule D des Galvanometers fliesst. Das Feld des Magnets V ist in der gleichen Fläehenrichtung wie die Fläche des Umfangs der Spule 0, und da sich der Magnet V um die gleiche Achse wie die Spule 0 im Synchronismus mit ihr dreht, fällt das Magnetfeld stets mit der Richtung der Sendung zusammen, die bei einem besonderen Winkel in der Drehung des Spule 0 die maximale Energie
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strom, der aus der Spule a über den Verstärker und Detektor erhalten wird, verursacht wird, hat das Bestreben, sich in die gleiche Richtung wie das Feld des Magnets V einzustellen, da die Spule D so drehbar gelagert ist,
dass sie sich um eine Achse n in der Linie mit der Drehachse der Spule Cund des Magnets V dreht.
Die gleiche Erscheinung tritt bei jeder Umdrehung der Spule 0 und des Magnets auf.
Wenn sich der Magnet V mit genügender Geschwindigkeit umdreht und die drehbar gelagerte Spule D, die einen Zeiger trägt, auf den toten Sehwebungszustand"gebracht wird, indem ihr genügende Trägheit gegeben wird, d. h. indem sie so angeordnet ist, dass sie nicht in einem weiten Bogen um ihr Drehlager schwingt, dann stellt sich das magnetische Feld der genannten Spule in die gleiche Richtung ein, wie die des Magnets bei dem Umdrehungswinkel, bei dem maximale Energie in der Spule C fliesst.
Zur Erhöhung der Wirkung des toten Schwebungszustandes"kann sowohl Luftdämpfung als auch ein anderes bekanntes Mittel verwendet werden. Demnach kann die an der Spule D angebrachte Nadel auf einer befestigten Scheibe die Richtung des entfernten Senders anzeigen.
Es ist nicht notwendig, dass die Empfangsskizze (Polardiagramm) genau der Fig. 2 entspricht, es genügt, wenn diese Anordnung eine Unsymmetrie der Stärke von ungefähr 180 zeigt.
Der in Fig. 1 beispielsweise dargestellte Verstärker, dessen Form geändert werden kann, ohne vom Erfindungsgedanken abzugehen, besteht aus fünf Hochfrequenzverstärkerröhren mit periodischen und abgestimmten Stromkreisen, wobei die fünfte Röhre als Detektor dient. Der Niederfrequenzstrom wird durch zwei Niederfrequenzröhren wiederum verstärkt und in der speziell angeordneten Röhre L detektiert. Diese Röhre L, die einen sehr hohen inneren Widerstand hat, detektiert im unteren Teil der Kurve der Anodencharakteristik. Um diese Kurve so zu gestalten, wird das Gitter durch die Batterie negativ gemacht. Der Gitterstrom ist demnach Null, wodurch ein hohes Übersetzungsverhältnis in dem das Gitter speisenden Transformator T ermöglicht wird.
In der Spule D fliesst demnach ein dauernder, jedoch schwacher Gleichstrom ; da dieser Strom konstant ist, beeinflusst er die Stellung der Nadel nicht. Der Anodenstrom steigt an, sobald die Schwingungen das Gitter beeinflussen.
Da sich der Magnet V um die Spule D dreht, induziert sein magnetisches Feld eine wechselnde elektromotorische Kraft in der Spule, die bestrebt ist, die genaue Funktion des Apparates zu stören, da das wechselnde Feld des Magnets mit dem Magnetfeld so rückwirkt) dass eine Drehbewegung der Spule bewirkt wird. Um dem Fliessen eines Wechselstromes in der Spule entgegenzuwirken, wird sie an einen hohen Widerstand angeschlossen, der durch die innere Impedanz der Röhre L gebildet wird.
Demnach wird die in der Spule D entwickelte elektromotorische Kraft keine Störung hervorrufen.
Ferner wird die Drehgeschwindigkeit des Magnets V so niedrig als möglich gehalten und in Übereinstimmung mit der richtigen Funktion des Apparates, um diese E. M. K. so klein als möglich zu halten.
Der Rahmen, auf den die Spule aufgewickelt ist, ist nicht metallisch, so dass in demselben keine Wirbelströme erzeugt werden.
Die Stromlieferungsbatterien sind nicht dargestellt.
Die Polaritäten der Heizfäden sind angegeben. Die Anodenbatterie ist mit ihrem Pluspol an die mit bezeichnete Stelle und mit ihren Minuspol an den positiven Pol der Heizbatterie angeschlossen.
Die dargestellteAnordnung wurde nur als Beispiel genommen und es kann daher auch irgendeine andere Verstärker-oder Detektoranordnung angewendet werden, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu ändern.
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Fig. 3 zeigt eine besondere Ausführungsform des Mechanismus des Drehsystems.
Die in den Lagern Pi und P2 sich drehende Welle Q ist in einem geeigneten Gehäuse untergebracht und tlägt eine Muffe M für den Antrieb durch einen elektrischen oder sonstigen Motor.
Auf dieser Welle Q ist die Spule C angebracht, die entsprechend im Stromkreis liegt, indem ein Ende der Spule an einen leitenden Ring 1 und das andere Ende an einen leitenden Ring 2 angeschlossen ist, wobei beide Ringe von der Welle isoliert sind. Die Bülsten j und 4 machen mit den Ringen Kontakt
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An die Klemmen ist die Aussenleitung angeschlossen. Die Welle Qtreibt auch den Magnet Van. Zwischen dem Magnet V und der Spule D ist ein röhrenförmiges Gehäuse t ans Isoliermaterial eingesetzt, so dass in derselben keine Wirbelströme duieh den Drehmagnet hervorgerufen werden.
Dieses Gehäuse trägt eine Schraube v, die eine Anzahl von Eisemametlen 7 festhält, die sich im Zwischenraum F befinden, um den Kraftfluss des Magnets V zu konzentrieren. Die Spule D kann sich
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sind, so dass die die Lamellen 7 tragende Schraube v zwischen diesen beiden Rahmen Platz hat. Dadurch kann sich die Spule D um ihre Achse d und um die Lamellen 7 drehen.
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Der Strom wird vom Detektor L zur Spule D auf irgendeine beliebige Weise geleitet. Die Achse a trägt eine kreisrunde Skalenscheibe e, die vor dem festen Zeiger I drehbar ist. Diese Achse trägt auch
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die die Balanz der drehbar gelagerten Spule D beeinflussen würde.
Eine derartige Energie kann durch erschütternde oder plötzliche Verlegung der Apparatur verursacht werden.
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erreicht werden, die auf radialen mit der Drehachse der Spule verbundenen Armen befestigt sind.
Das oben befindliehe Glas G ermöglicht die Zeigerstellung des Instrumentes abzulesen.
Der Kasten bzw. das Gehäuse enthält die isolierten Kopplungsspulen. Bi und B2 des Antennenkreises. Die verschiedenen Ströme werden über Stöpsel, Klemmen od. dgl. den Stromkreisen zugeführt.
In Fig. 3 sind das Gehäuse und die Röhre t im Schnitt veranschaulicht, um das Innere des Apparates nicht zu verdecken.
Die Anordnung kann auch auf verschiedene Weise ausgeführt werden, so z. B. kann der Magnet
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Wenn in der soeben beschriebenen Apparatur die Antenne A weggelassen und demzufolge die Erdleitung überflüssig wird, passiert der Empfang bei jeder Umdrehung der Welle zwei Maxima. Die Nadel des Anzeigeapparates wird demnach keine vorbestimmte Stellung mehr einnehmen.
Um den Apparat unter den neuen Verhältnissen zum Funktionieren zu bringen, muss der Magnet V mit genau der doppelten Geschwindigkeit wie die der Spule C gedreht werden. Dies kann durch ein geeignetes Getriebe zwischen der Spule C und Magnet V bewirkt werden. Unter diesen Umständen wird sich das bewegliche System bei einer Veränderung des Richtungswinkels zweimal so oft drehen, so dass die Angaben von 0 bis 360 zwei Umdrehungen der Skalenscheibe entsprechen werden. Man würde demnach ohne Anzeigung der Nadel oder des Zeigers zwei um 1800 verschiedene Richtungen ablesen können und demnach würde eine Ungenauigkeit von 1800 vorhanden sein.
Es ist klar, dass die zwei grossen fixen Antennen weggelassen werden können und die kleine Spule C durch eine grössere Empfangsantenne, die durch eine induktive Kopplung mit einer vertikalen Antenne kombiniert ist, ersetzt werden kann, doch ist diese Anordnung wegen der Drehung der Antenne nicht praktisch.
Alle andern Anordnungen dieser Rahmenantenne, seien sie fix oder beweglich, periodisch oder abgestimmt, verändern den Erfindungsgedanken nicht.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Richtungsfinder mit mehreren winkelig verstellten Antennen, deren Stromkreise mit einer drehbaren Spule gekoppelt sind, deren Ausgangsleistung an die Spule eines Galvanometers od. dgl.
Instrument abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass das ständige Magnetfeld des Instrumentes oder Galvanometers mit einer Geschwindigkeit gedreht wird, die von jeder der genannten drehbaren Spulen abhängig ist.