Verfahren zum Empfang periodischer Hoehfrequenzimpulse. Die Impulspeilung gestattet eine nacht effektfreie Peilung durch Trennung des durch Bodenwellen ausgestrahlten Zeichens (Hauptimpuls H) von dem durch Raumwel-. len ausgestrahlten, von der Ionosphäre zu rückgebeugten Zeichens (Echo E). Diese Trennung geschieht in bekannter Weise da durch, dass man die beiden in einem bestimm ten Zeitabstand aufeinander folgenden Zei chen durch eine Zeitablenkung auf dem Schirm einer Braunscheu Röhre sichtbar macht.
Um die in der Handhabung unprak tische Braunsche Röhre durch ein Messinstru- ment ersetzen zu können, hat man vorgeschla gen, den Empfang beispielsweise durch eine negative Vorspannung oder dergleichen für die Zeit t2, die zwischen zwei aufeinander folgenden Hauptimpulsen liegt, zu verriegeln, und nur zu öffnen für die Zeit t,, in der der Hauptimpuls eintrifft (Fig. 1).
Der Nachteil dieser Methode besteht darin, dass die Verriegelung oder Öffnung des Empfängers durch Impulse erfolgen muss, die synchron zu den Senderimpulsen sind, die Hauptimpulse aber im Falle der Minimum peilung verschwinden.
Erfindungsgemäss soll zur Trennung von Hauptimpuls und Echo ein Verfahren ver wendet werden, bei dem eine Verriegelung des Empfängers nicht erforderlich ist, son dern die Trennung von Hauptimpuls und Echo auf der Unterscheidung zwischen ko härenten und inkohärenten Schwingungen aufgebaut ist. Dieses Verfahren wird an fol genden an einem Beispiel näher erläutert.
Der empfangenen Hochfrequenz wird im Empfänger eine zweite Hochfrequenz über lagert, so dass eine niederfrequente Schwe- bung entsteht. Setzt man voraus, dass der Im pulssender so getastet wird, dass die Hoch frequenz bei jedem Impulszeichen in der Phase schwingt, die sie haben würde, falls der Sender dauernd schwingen würde (ko härente Schwingungen), so besteht die aus- gestrahlte Hochfrequenz aus einer Trägerfre quenz mit einer Reihe von diskreten Seiten frequenzen, die gegen die Trägerfrequenz und untereinander einen Abstand haben, der gleich der Impulsfrequenz ist (z. B. 300 Hz).
Eine derartige Tastung erreicht man dadurch. dass man nicht den Sender bei jedem Zeichen neu anschwingen lä.sst, sondern man lässt ihn dauernd schwingen und tastet nur das als Verstärkungsrohr geschaltete Ausgangsrohr. Im Empfänger wird nun den von der Antenne aufgenommenen hochfrequenten Sch-vingun.- gen eine konstante Hochfrequenz überlagert, die annähernd gleich der Trägerfrequenz ist.
Es entstehen auf diese Weise niederfrequente Schwebungen zwischen der lokal erzeugten und der empfangenen Hochfrequenz; ist, die Frequenz des lokalen Oszillators beispiels weise lt -I-- tzl und bezeichnet man die Impuls frequenz mit n., (300 Hz), so dass also die Seitenfrequenzen erster Ordnung der emp fangenen Hochfrequenz lz -- 7a.2 bezw. h. -E- ft:
" sind, so ensteht hinter dem Hochfrequenz- gleiehrichter u. a. die niederfrequente Schwe- bungsfrequenz rzl-zz@, die eben der K.ombina,- tion der Frequenz des lokalen Oszillators lz + rzl mit der einen Seitenfrequenz h -f- n_ der Strahlung entspricht.
Diese Schwebungs- frequenz n, <I>-</I> -n.= kann durch Niederfre- quenzfilter von den übrigen niederfrequenten Kombinationsfrequenzen zwischen der Im pulsfrequenz und deren Oberschwingungen befreit und einem Messinstrument zugeführt werden.
Setzt man voraus, dass der Impulssender nicht so getastet wird, dass er bei jedem Im puls in der richtigen Phase anschwingt, son dern so, dass seine Phasenlage willkürlich ist. (was z. B. eintritt, wenn man die Schwin gungen des Senders nach jedem Zeichen zum Aussetzen bringt und ihn bei jedem neuen Zeichen wieder frisch anschwingen lässt), so strahlt der Sender nicht wie im ersten Falle ausser der Trägerwelle diskrete Seitenfre quenzen aus, sondern er strahlt ein Frequenz spektrum aus, das sich von der Frequenz Null bis zur Frequenz unendlich erstreckt.
Dieses hat seinen Ursprung darin, dass man den zuerst geschilderten Fall (kohärente Schwingung) in erster Annäherung auffassen kann als eine mit der Impulsfrequenz n. in der Amplitude modulierte kohärente Sinus schwingung. Der Strahlung liegt dann eine reine Sinusschwingung zu Grunde, die durch die tllodula.tion eine zusätzliche Periodizität erhält. Das Frequenzspektrum besteht daher aus der Trägerwelle mit diskreten Seiten frequenzen.
Im zweiten Falle verbietet der Umstand, dass bei jedem neuen Impuls der Sender mit willkürlicher Phase anschwingt, eine Periodizität im Frequenzspektrum. Dem entsprechend ist die Strahlung, da es phasen mässig für das Wiederanschwingen des Sen ders bei jedem Impuls beliebig viele Möglieh- kciten gibt. nicht durch eine Fouriersche Reihe, was zu dem Spektrum diskreter Fre quenzen führen würde, dargestellt, sondern durch ein Fouriersches Integral.
Betrachtet man jetzt die Kombinationsfrequenzen, die sich im Empfänger bei der Überlagerung mit der konstanten Frequenz h. + j?, ergeben können, so erkennt man, dass sich keine inten sive Schwebungsfrequenz n., - n < wie im vorangegangenen Falle erzeugen lässt, da im zuerst geschilderten Falle die Frequenz lr, + n. <I>,</I> eine bevorzugte Frequenz darstellt (erste Seitenfrequenz),
im zweiten Falle aber die Frequenz<I>h</I> + n. keine bevorzugte Fre quenz ist, vielmehr irgendeine Frequenz des kontinuierlichen Spektrums.
In Analogie zu den oben betrachteten Fällen kann das erfindungsgemässe Verfahren eine Trennung von Iiauptimpuls und Echo durch Nutzbarmachung der Schwebungsfre- quenz <I>n, -</I> n_ erzielen. Es ist dazu erforder lich, dass der Sender, wie im ersten Beispiel, kohärente Hochfrequenzimpulse ausstrahlt. Dann ist es im Empfänger möglich, durch Überlagerung für den Hauptimpuls die ge wünschten Schwebungen zu erzeugen. Die Impulse des Echos stellen aber keine kohä renten Schwingungszüge dar. Die Phase der Hochfrequenz des reflektierten Strahls wird von der Länge des Weges abhängig sein. den der Strahl zurückgelegt hat.
Die Weglänge ist durch die Höhe der reflektierenden Schicht gegeben. Diese ist aber nicht kon stant, sondern fortgesetzten kurzzeitigen Schwankungen unterworfen, die eine der Wellenlänge umgekehrt proportionale zeit liche Phasendrehung hervorrufen. Infolgedes sen hat der reflektierte Strahl eine ähnliche Charakteristik, als ob er von einem inko härent schwingenden Sender ausgestrahlt würde.
Dem Niederfrequenzfilter, das auf die Frequenz n, <I>-</I> n2 abgestimmt ist, wird daher nur der Hauptimpuls Energie zuführen, das Echo liefert praktisch keine Spannung dieser Frequenz. Es ist also möglich, durch Dre hung des Peilrahmens den Hauptimpuls, d. h. den hinter dem Niederfrequenzfilter und Gleichrichter sich ergebenden Output zu Null zu machen, ohne dass das Echozeichen auf die Peilung einen Einfluss hat.
In Fig. 2 ist das Prinzipschaltbild einer derartigen Peilanlage angegeben. Die vom Peilrahmen a aufgenommene Hochfrequenz energie gelangt in den Empfänger b, der ein Geradeaus- oder Zwischenfrequenzempfänger sein kann.
Sein Hochfrequenzgleichrichter ist als Stufe c besonders herausgezeichnet. Bei c wird die im Oszillator d erzeugte örtliche Hochfrequenz überlagert. Hinter dem Gleich richter c entsteht die Schwebung n1 - n2, die in dem Niederfrequenzfilter e ausgesiebt und von dem Instrument f angezeigt wird. Als In dikator kann ein Telephon oder auch ein be liebiges Wechselstrominstrument dienen.
Zu den Ausdrücken "kohärent" und "in- kohärent" vergleiche "Barkhausen", 3. Band, 1935, Seite 58, Zeile 4 von unten.