<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
Die Nachteile der bisher vorgeschlagenen Methode, einen Leitstrahl durch mehrere Modulationstöne zu erzeugen, sind bekannt. Sie beruhen hauptsächlich darin, dass der Leitstrahl nicht in einem Amplitudenvergleich der Empfangsfeldstärke, sondern in einem Lautstärkevergleich mehrerer von einem oder zwei Sendern herrührenden Modulationstönen besteht. Der Leitstrahl ist also nicht absolut vorhanden, sondern er unterliegt unter anderem der Einwirkung des Verstärkerfrequenzganges, der selbst wieder von der Röhrenzusammenstellung bei Hochfrequenz nicht völlig unabhängig ist.
Weiterhin sind die verschiedene Dämpfung der Selektionskreise und der Kopplungsgrad der Gleichrichter oder thermischen Messgeräte an diese von Einfluss. Schliesslich ist bei Benutzung von Gleichrichter die Leitstrahlanzeige abhängig von deren möglicherweise verschiedenen oder mit der Zeit veränderlichen Charakteristik. Diese Faktoren verursachen eine gewisse Willkür der Anzeige. Sie wirken sich dann besonders unangenehm aus, wenn eine grössere Zahl von Empfangsanlagen mit genau gleichen Eigenschaften ausgerüstet werden soll. Es dürfte bei dem heute benutzten Verfahren schwierig sein, zwei Empfangsanlagen so abzugleichen, dass sie dieselbe Leitstrahlkennung liefern.
Hemmend für die Einrichtung eines Systems drahtlos gekennzeichneter Fahrstrassen wirkt sich auch die grosse
Zahl von Modulatibnsfrequenzen aus, die bei diesem früher vorgeschlagenen Verfahren notwendig ist.
Die Schwierigkeiten und Nachteile des obengenannten Verfahrens legen den Gedanken nahe, den
Leitstrahl wieder auf dem Prinzip des Feldstärkevergleichs aufzubauen, wie es schon bei der alten a-n-Methode der Fall war. Der Unterschied gegenüber dieser Methode besteht jedoch darin, dass nun- mehr von einem Sender aus zwei getrennte Leitstrahlen zu erzeugen sind, die einen gewissen kleinen Winkel einschliessen. Denn die Kennzeichnung von Schiffahrtswegen hat genau wie bei der optischen Befeuerung nicht durch Leitlinien, sondern durch Fahrsektoren zu erfolgen.
Die Aussendung gewisser Zeichenkombinationen und der Hörempfang derselben sind natürlich undiskutabel. Dies wäre auch praktisch unmöglich bei der schnellen Senderumsehaltung, die durch die eventuell auftretenden Empfangsfadings (hervorgerufen durch den sogenannten Dampfereffekt) bedingt ist. Das Verfahren muss in erster Linie für die optische Anzeige und Wahrnehmung geeignet sein. Hierin liegt ebenfalls ein wesentlicher Unterschied gegenüber der a-n-Methode.
Das erfindungsgemässe Verfahren zum Leiten von Fahrzeugen innerhalb von durch Leitstrahlen gebildeten Fahrsektoren ist nun dadurch gekennzeichnet, dass die senderseitig erzeugten Leitstrahlen durch Umsehaltung eines einzigen Richtdiagrammes in verschiedene unmodulierte oder durch dieselbe Modulationsfrequenz gekennzeichnete Diagrammlagen gebildet werden, und dass empfängerseitig die Anzeigeorgane für die einzelnen Diagrammlagen synchron mit der senderseitig erfolgenden Umschaltung umgeschaltet werden.
Die Problemstellung besteht also senderseitig darin, vier Richtstrahler von einem Sender aus abwechselnd zu speisen, ohne dass dabei gleichzeitig verschiedene Modulationstöne geschaltet werden.
Der Erfindungsvorschlag sieht dementsprechend nur eine einzige Modulationsfrequenz vor, die zur Verbesserung der Empfängerempfindlichkeit zweckmässig einem hochfrequenten Zwischenträger aufmoduliert wird. Zur Unterscheidung verschiedener Fahrsektoren erhält dann jeder Sektor eine bestimmte niederfrequente Modulationsfrequenz. Selbstverständlich ist es ebenfalls möglich, die einzelnen Sektoren durch verschiedene Zwischenfrequenzen voneinander zu unterscheiden. In diesem
<Desc/Clms Page number 2>
Falle würden dann alle Sektoren die gleiche niederfrequente Modulationsfrequenz haben.
Die Umschaltung des Senders auf die verschiedenen Antennen kann im Prinzip auf zwei Arten erfolgen : antweder jeweils von vier Antennen nur eine einzige angeschlossen oder alle vier Antennen sind, lige- schaltet und drei davon werden jeweils kurzgeschlossen. Die Anschaltung oder die Kurzsehliessung kann dabei kapazitiv, induktiv oder galvanisch sein. Es hat sich jedoch bereits gezeigt, dass die kapazitive Sperrung von Energieleitungen Schwierigkeiten bereitet und mit Mängeln behaftet ist. Es wird deshalb eine galvanische Trennung der Energieleitungen vorgeschlagen. Es ist dabei immer ein Strahler an den Sender angeschlossen.
Selbstverständlich kann bei hinreichender Durchbildung von fremdgesteuerten Dezimeterwellenröhren die Besehaltung der Antennen auch durch diese erfolgen.
EMI2.1
(Fig. 1), die je etwa ì../2 oder ein Vielfaches davon lang sind. Bei dieser Länge besitzt der gerade nicht schaltende, d. h. in einer Mittelstellung befindliche Arm einen sehr hohen Widerstand und ist deshalb ohne störenden Einfluss. Zu jedem Schaltarm gehören zwei Kontaktpaar, die durch Energieleitungen mit den einzelnen Richtstrahlen verbunden sind. Die Kontakte am Umsehalter können als Buchse und Stecker ausgebildet sein, wie sie sich bei einem früher angeführten a-n-Schalter, dessen Konstruktion als Vorbild dienen kann, gut bewährt haben. Es können jedoch auch Klotzkontakte verw. ndt werden, die eine höhere Lebensdauer gewährleisten.
Wie auch immer die Kontakte ausgebildet sein mögen, die Hauptforderung ist dabei, dass keine grossen Sprünge im Wellenwiderstand der Leitungen vorhanden sein dürfen.
In Fig. 1 sind die Strahler 5 schematisch mit ihren Kontakten 6 dargestellt. Sie müssen so angeordnet werden, dass nach Fig. 2 je zwei keulenförmige Strahlungseharakteristiken einen Leitstrahl LI
EMI2.2
Fahrsektor dar.
Der Antrieb der Schaltarme, die im übrigen unabhängig voneinander arbeiten, erfolgt von Kurvenscheiben 7 auch in Verbindung mit Stossstangen 8 und Druckfedern 9. Dadurch wird erreicht, dass der eine Schaltarm in einer Mittelstellung verharren kann, wenn der andere schaltet und umgekehrt. Der ganze Schaltmechanismus kann in seiner Ausführung weitgehend der beim Verbrennungsmotor gut durchentwickelten Ventilbetätigung naehgesehaffen werden. Druekfedern, Stössel und Kurvenscheiben laufen im Ölbad.
Die Reihenfolge der Umschaltung ist natürlich beliebig. Es ist auch möglich, die Umschaltung unter Verwendung nur einer Kurvenscheibe vorzunehmen.
Erfindungsgemäss wird die Speisung der vier Richtstrahler beispielsweise in y Sekunde vorgenommen. Während dieser Zeit ist jeder Strahler höchstens 1/100 Sekunde lang an den Sender angeschaltet. Diese Zeit kann und darf jedoch aus unten näher erläuterten Gründen nicht völlig ausgenutzt werden. Die Umschaltung erfolgt also im 25-Periodenrhythmus. Diese schnelle Schaltfolge dürfte die durch Fadings usw. bedingten Forderungen weitgehend erfüllen. Sie lässt sieh dabei mechanisch durchaus zuverlässig durchbilden, wie vom Verbrennungsmotor her bekannt ist, wo ja noch viel grössere Schaltgeschwindigkeiten bewältigt werden.
Die Senderantennen können als defokusierte Parabolstrahler, besser *Is FläehenstraMer ausgebildet werden. Es hat sich nämlich gezeigt, dass die zur Unterdrückung störender Nebenleitstrahlen nötige Beseitigung der Diagrammzipfel beim Parabolstrahler grosse Schwierigkeiten bereitet und bislang
EMI2.3
und praktisch bekannten Wege durch gestaffelte Speisung der sogen nnten Tannenbäume ein annähernd zipfelfreies Diagramm herstellbar. Zur Staffelung der Stromstärke können in den Zuleitungen neben Widerständen auch kleine Kapazitäten mit Erfolg verwandt werden. Je zwei Strahler werden in geschachtelte Form angeordnet.
Es ist dies deshalb zweckmässig, damit die beiden jeweils einen Leitstrahl bildenden Dezimeterwellenstrahlungen bezüglich des direkten und auch des reflektierten Strahles die gleichen Weglängen untereinander haben.
EMI2.4
einem nachfolgenden abgestimmten Hochfrequenzverstärker e, der eine sehr kräftige Verstärkung des hochfrequenten Zwischenträgers bei geringer Röhrenzahl ermöglicht ; er besitzt automatisch Lautstärkeregelung, deren Zeitkonstante jedoch grösser sein muss als die Umsehaltfolge. Die negative Regelspannung und die niederfrequente Wechselspannung werden einer Duodiode entnommen.
Hinter der Gleichrichterstrecke d ist ein Siebkreis e eingeschaltet, der auf den niederfrequenten Modulationston des Senders abgestimmt ist und auf den Eingang eines ein-oder zweistufigen Niederfrequenzverstärkers/einwirkt. Die Verwendung eines Niederfrequenzverstärkers geschieht zur Verbesserung der Selektionseigenschaften des niederfrequenten Siebkreises.
EMI2.5
die Umschaltfrequenz aussendet und damit einen Synchronmotor am Empfänger betreibt. Erfindunggemäss wird die Synchronisierung der Umschaltung am Empfangsort dadurch erzielt, dass der Umschalt-
<Desc/Clms Page number 3>
rhythmus selbst unter Vermeidung eines zweiten Senders die Synchronisierung besorgt. Es ist dazu nur nötig, dass in der ausgesandten Impulsfolge des Senders beispielsweise der 25-Periodenton erscheint.
Das gelingt dadurch, dass jedesmal nach der Beschaltung der vier Richtstrahler eine Pause von etwa ein Fünftel der Zeit, d. h. von der Länge eines Impulses eingelegt wird (Fig. 4). In diesem Falle ist bereits in der ausgesandten Zeichenfolge eine Frequenz von 25 Hz enthalten. Diese wird am Empfangsort hinter der Duodiode gleichfalls ausgesiebt und von dem Kreis g auf einen Verstärker h gegeben. Mit einer Ausgangsleistung von etwa 1 Watt kann ein kleiner, etwa 50 Watt verbrauchende Gleichstrommotor 7c, der von der Stromquelle 1n gespeist wird und dessen normale Drehzahl annähernd 25 pro Sekunde beträgt, mit einer Winkeltreue von mindestens 10 Grad synchronisiert werden.
Da aus Gründen, die unten näher erläutert sind, die Anforderungen an dem empfängerseitigen Gleichlauf nicht allzu gross sind, so lässt sich die Synchronisierungseinrichtung für die Leitstrahlumsehaltung sehr einfach ausführen.
Die Anschaltung der Messinstrumente auf der Empfangsseite kann über Kollektorsehleifringe oder durch Federsätze erfolgen, die von Nocken betätigt werden. Die Leitstrahlkennung kann natürlich auch durch Differentialinstrumente angezeigt werden. Statt eines Bolometers oder eines Thermoumformers ist hier eine Gleichrichterzelle (eventuell mit versteilernder Wirkung) von Vorteil. Durch besondere elektrodynamische Dämpfung der Messinstrumente ist eine ausreichende Trägheit der Anzeige zu erreichen. Nach dem Ausführungsbeispiel in Fig. 3 ist ein Kollektor n angenommen, der die Instrumente i"i"i, und i4 nacheinander anschaltet.
Es soll noch kurz untersucht werden, welche Winkeltreue bei der empfängerseitigen Synchronsierung erforderlich ist. Würde man am Sender die Speisung der Richtstrahler pausenlos vornehmen, wobei also die einzelnen Impulse ohne Unterbrechung geschaltet werden, so müsste die empfangsseitige Synchronisierung ausserordentlich hohen Ansprüchen genügen. Man kann das Verfahren jedoch wesentlich vereinfachen dadurch, dass man zwischen den einzelnen Impulsen Pausen von etwa 10 Winkelgraden Länge einlegt. Dann braucht die Synchronisierung auf der Empfangsseite nur mit einer Genauigkeit von iL 10 Winkelgraden zu erfolgen.
Irgendwelche zeitlichen Verschiebungen in der Beschaltung der Anzeigegeräte, die in diesem Rahmen bleiben, erstrecken sich dann in gleicher Weise auf alle vier Messinstrumente oder, mit anderen Worten, alle vier Instrumente werden um dieselbe Zeit früher oder
EMI3.1
mässig weiterläuft, was durch eine angebrachte Schwungmasse ohne weiteres gewährleistet ist.
Die Synchronisierung kann erfindungsgemäss weiterhin noch dadurch vorgenommen werden, dass während der Synehronisierungszeit der Sender mit einer anderen Modulationsfrequenz moduliert wird, die ihrerseits am Empfangsort nach entsprechender Filterung zur Erzielung des Gleichlaufes herangezogen wird. Um den Synehronisierungston auszusenden, kann ein fünfter Richtstrahler kurzzeitig an den Sender angeschaltet werden, der den von den beiden Leitstrahlen eingeschlossenen Sektor überstreicht. Es können jedoch auch die beiden äusseren Leitstrahlantennen, die ebenfalls einen grossen Winkel überdecken, gemeinsam angeschlossen werden. Die grössere Einfachheit spricht jedoch für das oben beschriebene Verfahren, das ohne eine besondere Frequenz auskommt.
Für dieses Verfahren sieht nun ein weiterer Erfindungsvorschlag ein Anzeigeinstrument i5 vor, das die winkeltreue Phasenlage zu überwachen gestattet. Die Ausführung ist dabei derart, dass zu den vier Nocken, Schleifringe oder Kollektorlamellen noch eine fünfte Nocke, Schleifring oder Lamelle hinzugefügt wird, die im Normalzustand, d. h. also, wenn der Gleichlauf vollkommen ist, das genannte Instrument dann an den Empfängerausgang schaltet, wenn der Sender gerade seine Synchronisierungspause hat. Und zwar wird diese Anschaltung direkt anschliessend an den vierten Impuls vorgenommen und hört erst gerade eben vor dem dann wieder einsetzenden ersten Impuls auf.
Ist nun zwischen Sender- und Empfängerumschaltung ein einwandfreier Gleichlauf vorhanden, dann wird das Instrument überhaupt nichts anzeigen, da es ja nur angeschaltet ist, wenn auf der Senderseite die Synchronsierungspause besteht. Verschiebt sich jedoch irgendwie der Gleichlauf ein wenig, dann erhält das Instrument entweder etwas Spannung vom vierten Impuls-dann nämlich, wenn der Motor Voreilung hat-oder vom ersten Impuls-wenn der Motor zufällig nacheilt. Aus der Grösse dieses Ausschlages kann man auf die Grösse der unvollkommenen Winkeltreue schliessen. Diese ist solange ohne störenden Einfluss, wie sie innerhalb von + 10 Winkelgraden bleibt ; geht sie darüber hinaus, dann ist die Leitstrahlanzeige ungenau.
Weiterhin wird nun eine Anzeigesperrung dann vorgenommen, wenn die zulässige Abweichung des Gleichlaufes überschritten ist. Das kann z. B. dadurch erreicht werden, dass die am fünftenIn- strument auftretende Spannung nach gleiehstrommässiger Verstärkung in der Anordnung o ein Relais p betätigt, dass die gesamten vier Leitstrahlinstrumente abschaltet oder kurzschliesst. Gleichzeitig kann ein Leuchtsignal q eingeschaltet werden od. dgl., wodurch optisch oder akustisch auf die automatische Ausschaltung der Leitstrahlanzeige hingewiesen wird. Die Anordnung r dient zur Beruhigung und Verzögerung der Sperrspannung.
Hat sich nun der vollkommene Gleichlauf am Empfänger wieder eingestellt, dann wird auch automatisch die Anzeigesperrung wieder aufgehoben werden. Man kann überdies die am fünften
EMI3.2
<Desc/Clms Page number 4>
Nach Fig. 5 können an Stelle von vier Anzeigeinstrumenten auch je zwei Instrumente in Differentialsehaltung vorgesehen werden. Die beiden Klemmen s stellen in dieser Figur den Ausgang des Niederfrequenzverstärkers t der Fig. 3 dar. Werden die Systeme der beiden Instrumente axial angeordnet, so geben die Zeiger beider Instrumente unmittelbar die Lage der in Fig. 2 angegebenen Leitstrahlen Li und L2 an.
Will man in dem Erfindungsgedanken, der sich zur Aufgabe stellt, auf der Empfangsseite mög- lichst keine Glieder zu haben, die von sich aus die Lage des Leitstrahles beeinflussen können, noch weiter gehen, so kann man voisehlagen, die Anzeigeinstrumente mit ihren Kontaktsätzen durch ein einziges Anzeigeorgan zu ersetzen. Die Ausführung kann dabei beispielsweise so erfolgen, dass nach Fig. 6 durch die Empfängerausgangsspannung nur eine einzige stabförmige Glimmlampe t erregt wird, bei der die Leuchthöhe von der angelegten Spannung abhängig ist.
Jeder Senden iehtstrahler erzeugt dann je nach Empfangsfeldstärke eine gewisse Länge der Leuehtstreeke. In Fig. 7 sind die einzelnen Leuchtsäulen nebeneinanderliegend dargestellt. Da die Senderumschaltung jedoch sehr schnell erfolgen muss, so ist das Auge nicht in der Lage, den Schwankungen der Leuehtsäule zu folgen und damit die Lage des Empfängers im Leitstrahlsektor abzuschätzen.
Eine Anzeige wird nun dadurch erreicht, dass vor der Leuchtröhre ein Spiegelrad u rotiert, das synchron und winkeltreu vom Sender gesteuert wird. Als Vorbild kann ein Spiegelrad dienen, wie es in der Fernsehtechnik früher verwandt wurde. Allerdings kann im vorliegenden Fall die Ausführung wesentlich einfacher sein. Die Spiegel des Rades sind so aufgesetzt, dass sie auf einer Mattscheibe l.'
EMI4.1
röhre ergeben. Vier Leuchtstreifen davon entsprechen den vier zugeordneten Senderrichtstrahlern, während der fünfte Leuchtstreifen den Gleichlauf des Spiegelrades zu kontrollieren gestattet. Letzteres
EMI4.2
chronisierungspause hat. Im normalen Zustand ist also das fünfte Feld in der Empfangsanzeige dunkel.
Ist der Gleichlauf jedoch etwas gestört, dann leuchtet das fünfte Feld auf, u. zw. um so heller, je grösser die Abweichungen des Empfängergleichlaufes sind. Da jedes der fünf Felder in 1 Sekunde 25 mal angeleuchtet wird, so entsteht im Auge der Eindruck von vier bzw. fünf gleichmässig leuchtenden Streifen, die jedoch je nach der Lage des Empfängers im Leitstrahlsektor verschiedene Höhe haben.
Selbstverständlich können an Stelle des Spiegelrades alle anderen bekannten Ablenksysteme Verwendung finden, z. B. die Nipkow-Scheibe. Die Art der Ablenkung muss dann diesen Systemen zweckmässig angepasst werden.
Da die Ausgangsspannung infolge des Dampfereffektes starken kurzzeitigen Schwankungen unterworfen sein kann, wird auch die Höhe der Leuchtsäule diesen kurzzeitigen Schwankungen folgen.
Dadurch tritt aber eine unscharf Anzeige auf. Es wird daher weiterhin vorgeschlagen, diese Anzeigeschwankungen durch eine nachleuchtende phosphoreszierende Schicht zu unterdrücken.
In Fig. 8 ist eine beispielsweise Ausführung des Spiegelrades dargestellt. In bestimmten Abständen sind kleine Spiegel in hunter einem derartigen Winkel angeordnet, dass auf einem Sthirm 1 ; ein Bild nach Fig. 7 entsteht.
An Stelle der Glimmlampe kann auch eine Braunsche Röhre verwendet werden. Eine AnzeigeSperrung bei unvollkommenem Gleichlauf kann dann mittels einer im fünften Feld angeordneten photoelektrischen Zelle erfolgen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Leiten von Fahrzeugen innerhalb von durch Leitstrahlen gebildeten Fahrsektoren, dadurch gekennzeichnet, dass die senderseitig erzeugten Leitstrahlen durch Umschaltung eines einzigen Richtdiagrammes in verschiedene unmodulierte oder durch dieselbe Modulationsfrequenz gekennzeichnete Diagrammlagen gebildet werden, und dass empfängerseitig die Anzeigeorgane für die
EMI4.3
werden.