AT225753B - Verfahren zur Entfernungsmessung mittels elektrischer Wellen - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Entfernungsmessung mittels elektrischer Wellen 
 EMI1.1 
 

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   Zur Kompensation dient eine vom Sender abgezweigte Hilfsspannung der Frequenzen   wund 2w,   die dort phasengleich sind und gleiche Amplitude aufweisen. Diese Frequenzen werden nun gemeinsam über ein und dasselbe Dämpfungsglied geführt, wodurch ihre Amplitude auf einen beliebigen, aber stets gleich grossen Betrag vermindert werden kann, und über   eine. Laufzeitkette geführt,   die der Frequenz 2w eine einstellbare Phasenverschiebung und der Frequenz 2w die doppelte Phasenverschiebung gegenüber der im
Sender auftretenden Phasenlage gibt. Das Dämpfungsglied besteht in bekannter Weise aus phasenfreien
Widerständen, das Laufzeitglied aus einem Koaxialkabel, Drosselglied od. dgl.

   Die Ausgangsspannung wird der aus dem Empfänger erhaltenen störbehafteten   Mess- und   Hilfsspannung w und 2w gegenphasig zugeführt und so lange geändert, bis sowohl die Phasendifferenz der Nulldurchgänge wie auch die Span- nungsdifferenz der resultierenden Spannungen verschwindet. Der Abgleich erfolgt schrittweise ähnlich dem Abgleich einer Wechselstrombrücke. 



   Die so erhaltene kompensierte Messspannung wird in einem Phasenmessgerät mit der Phase der aus- gesandten Frequenz verglichen. Ohne Kompensation erhält man dabei einen mit durch die Bodenrefle- xion bedingten Fehlern behafteten Wert, nach der Kompensation auf derselben Anzeige den fehlerfreien, wobei zu bemerken ist, dass es genügt, die durch die Bodenreflexion bedingte Ungenauigkeit um eine
Zehnerpotenz zu verringern, da in dieser Grössenordnung bereits die durch die Unsicherheit der Dielektrizitätskonstante der Luft bedingten Fehler der Gruppengeschwindigkeit der elektrischen Welle gelegen sind. 



   Fig. 3 zeigt den prinzipiellen Aufbau der Messeinrichtung. Die Trägerfrequenz wird durch die beiden Modulationsfrequenzen w und 2w moduliert, die modulierte Welle vom Empfänger    Ei   demoduliert, einem Frequenzumformer FU, Modulator M und Sender S2 zugeführt, der sie zu dem Empfänger E an der Messstelle gelangen lässt. Hier werden die beiden fehlerbehafteten Frequenzen U1 + UR1 und   Uz   + UR2 der Kompensationseinrichtung zugeführt, die auch gleichzeitig die Kompensationsspannung   U'Ri   und   Ur R2 erhält,   die im Dämpfungsglied d und Laufzeitglied T einstellbar ist. Zum Abgleich dienen die die Spannungsdifferenz AU und Phasendifferenz   A ?   in bekannter Weise messenden Geräte.

   Am Ausgang der Kompensationseinrichtung unterdrückt ein Drosselglied die Frequenz 2w und die erhaltene Frequenz w wird mit der vom Sender bezogenen gleichen Frequenz nach Phase verglichen. 



   Es sei festgestellt, dass eine exakte Kompensation sich nur unter der Annahme einer einmaligen Bodenreflexion durchführen lässt. Es kann jedoch je nach   Bodenverhälmissen   aber mit mehrfachen Reflexionen mit verschieden langen Wellenwegen gerechnet werden. In diesem Fall können die einzelnen durch die Reflexionen erhaltenen Störspannungen zu je einer Resultierenden zusammengesetzt werden, wie dies Fig. 4 für zweifache Reflexion zeigt. Die Kompensation ist wieder in der gleichen Weise durchzuführen wie bei Vorhandensein nur einer einfachen Reflexion. Es lässt sich aber erkennen, dass ein vollständiges Verschwinden von Phasen- und Spannungsdifferenz nicht mehr möglich ist und dass daher bei der Kompensation nur auf ein Minimum eingestellt werden kann.

   Sind die Minima sehr flach, so lässt sich daraus erkennen, dass eine genaue Messung bei der gewählten Aufstellung der Entfernungsmesseinrichtung nicht durchführbar ist. Meist wird aber erreicht werden können, dass wegen der nicht allzu grossen Unterschiede in den Reflexionswegen eine ausreichende Fehlerverminderung erzielt wird. Dies besonders unter Berücksichtigung des Umstandes, dass bei Verwendung von sehr kurzen Wellen als Träger doch eine so grosse Bündelung erzielt wird, dass Reflexionen in der Nähe von Sender und Reflektor nicht auftreten. 



   Interferenzen der Trägerfrequenz durch Bodenreflexionen bleiben im wesentlichen ohne Einfluss auf das Messergebnis. Zur Vermeidung von Differenzfrequenzbildung der Demodulation empfiehlt sich, die Modulationsfrequenzen in rascher Folge umzutasten, statt gleichzeitig zu erzeugen. 

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Entfernungsmessung mit elektrischen Wellen durch Phasenvergleich zwischen der ausgesandten und der nach Reflexion empfangenen Welle, dadurch gekennzeichnet, dass ausser der Messfrequenz noch eine zusätzliche Hilfsfrequenz verwendet wird, die zur Messfrequenz in einem ganzzahligen Frequenzverhältnis steht und gewählte Phasengleichheit, d. h. gleichzeitige Nulldurchgänge, aufweist, wobei vor der üblichen Messung der Phasenverschiebung zwischen ausgesandter und empfangener Welle der Empfangsspannung eine von der Sendespannung abgezweigte Kompensationsspannung aus Messund Hilfsfrequenz zugeführt wird, die mit Hilfe eines veränderbaren Dämpfungs- und Laufzeitgliedes für.

   beide Frequenzen so lange geändert wird, bis die gleiche Phasenbeziehung, insbesondere Phasengleich- <Desc/Clms Page number 3> heit, und gleiche Amplituden oder Minimum des Unterschiedes erhalten wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mess- und Hilfsfrequenz in raschem Wechsel nacheinander ausgesandt werden.