CH243791A - Verfahren und Vorrichtung zur drahtlosen Fernsteuerung. - Google Patents

Description

  Verfahren und Vorrichtung zur drahtlosen     Fernsteuerung.       Gegenstand vorliegender Erfindung ist  eine weitere Ausbildung des Verfahrens und  der     Vorrichtung    zur drahtlosen Fernsteue  rung     eines    Objektes nach den Patentansprü  chen des     Hauptpatentes.    Das Verfahren nach  vorliegender Erfindung kennzeichnet sich da  durch, dass der     Steuersignalpegel    derart auto  matisch reguliert wird, dass     ein    von Änderun  gen des Übertragungsmasses zwischen Sender  und Empfänger wenigstens annähernd unab  hängiger     Steuersignalpegel    im fernzusteuern  den Objekt erhalten wird.  



  Im folgenden sind     Ausführungsbeispiele     desselben näher erläutert. Soll das im Haupt  patent     besichriebene    Verfahren zum     Beispiel     auf die Fernsteuerung eines Flugzeuges an  gewendet werden, so ist ersichtlich, dass sich  der gegenseitige Abstand von     Sender    und  Empfänger ständig ändern wird, und zwar  unabhängig von irgendeiner Gesetzmässigkeit.  Soll hingegen ein von einem Flugzeug abge  worfenes     Projektil        ferngesteuert    werden, so  kann der sich vergrössernde gegenseitige Ab  stand gesetzmässig leicht erfasst werden.

      Es lassen sich prinzipiell die zu treffen  den     Massnahmen    in zwei Gruppen unterteilen:  1.     Steuersignalpegelregulierung    auf der       Senderseite,     2.     Steuersignalpegelregulierung    auf der  Empfängerseite.  



  Bei Anwendung der Methode der Steue  rung der     Resonatoramplitude    nach dem Prin  zip der halben Resonanzkurve ist es er  wünscht, das niederfrequente, in der Fre  quenz veränderliche Steuersignal, welches  die Erregerspule des elektropneumatischen  Resonanzrelais (E.

   P.     R.-Relais)    durchfliesst,  auf konstantem Pegel zu     halten.    Bei draht  loser Übertragung des Steuersignals mit  Hilfe einer     hochfrequenten    Trägerwelle zwi  schen zwei beweglichen Objekten     bezw.    zwi  schen     einem    festen und einem beweglichen  Objekt liegt es in der Natur der Sache, dass  als Folge der unvermeidlichen Distanzände  rungen grosse Schwankungen der Feldstärke  an der     Empfangsantenne    auftreten. Ausser  dem ist bekannt, dass die nutzbare Feldstärke  an der     Empfangsantenne    auch     eine    Funktion      der gegenseitigen räumlichen Lage der Sende  und der Empfangsantenne ist.

   Beide Ur  sachen bedingen die Notwendigkeit der An  wendung einer automatischen     Steuersignal-          pegelregulierung    mit grossem Nutzbereich.       Voraussetzung    für die Erzielung des ge  wünschten     Regulierbereiches    ist einerseits  eine genügende Sendeleistung und anderseits  eine genügende     maximale    Empfindlichkeit  des Empfängers. Die     kritischen    Grenzwerte  sind an die Bedingung geknüpft, dass bei un  günstigen Übertragungsbedingungen die für  die Arbeitsweise des E.

   P.     R.-Relais        erforder-          liche        Steuersignalspannung    am Ausgang des  Empfängers zur Verfügung steht.  



  Es werden folgende Methoden der auto  matischen     Steuersignalpegelregulierung    in  Vorschlag gebracht, deren spezifische Merk  male je nach dem Anwendungsgebiet der  Fernsteuerung sich mehr oder     weniger    gün  stig     auswirken.     



  1. In jenen     Anwendungsmöglichkeiten,     bei welchen es sieh darum handelt, ein mit  einer     Fernlenkvorrichtung    ausgerüstetes Pro  jektil von     beispielsweise    einem Luftfahrzeug  aus     abzuwerfen,        und        -wobei    die Aufgabe  darin     besteht,    mit     Hilfe    der     Fernienkappara-          ratur    dieses Projektil auf ein bestimmtes Ziel  zu lenken,

   ist stets eine gewisse Gesetzmässig  keit     zwischen    Abwurfzeit und Distanz zwi  schen Sender     und    Empfänger     festzustellen.     Ausserdem sind im angegebenen Beispiel  die     Ausbreitungsbedingungen        elektromagne-          tischer    Wellen dem     physikalischen    Idealfall  ohne Berücksichtigung von störenden     Dämp-          fungseffekten    sehr nahe.

   Dies sind günstige  Voraussetzungen für die     Anwendung    einer       automatischen        Stenersignalpegelregulieruna     auf der     Senderseite    unter Anwendung mecha  nischer     Mittel.    Die zur Verwirklichung dieses  Prinzips angewandten Konstruktionen kön  nen     beispielsweise    folgendermassen     besehaf-          fen    sein:

    Durch     Betätigen    der Startvorrichtung für  das zu lenkende Projektil -wird durch mecha  nische oder elektrische     Kupplung    ein Uhr  werk oder ein kleiner Elektromotor in     Be-          trieb    gesetzt, durch welche eine Kurven-         scheibe    in langsame Drehung versetzt wird.

         (Eine    Umdrehung hat die Dauer der längsten  in Betracht zu ziehenden Flugbahn des Pro  jektils.) Eine durch Federkraft an die     Leit-          kurve    der Kurvenscheibe gepresste Laufrolle  ändert ihren Abstand von der Achse der  Kurvenscheibe im Laufe der     Projektilflug-          zeit    in einer Funktion, mit welcher die Sende  energie im Verlaufe des     Abwurfes    zu er  höhen ist, um an der Empfängerantenne des  Projektils einen einigermassen konstanten       Hochfrequenzpegel    zu erhalten. Die Bewe  gung der Laufrolle wird mit Hilfe eines  Übertragungsgestänges mit dem kontinuier  lich wirkenden Leistungsregler des Senders  gekuppelt.

   Nach Ablauf eines Abwurfes  kann die Vorrichtung von Hand oder auto  matisch in die     Bereitschaftsstellung    zurück  geführt werden.  



  2. Für alle Anwendungsfälle der Fern  steuerung, in welchen der Abstand und die  gegenseitige räumliche Lage der Empfangs  antenne in bezug auf die     Sendeantenne    will  kürlich und     ungesetzmässig    in grossen Gren  zen veränderlich sind, wird die Pegelregulie  rung     zweekmässigerweise    auf der Empfänger  seite     durchgeführt.    Grundsätzlich könnte       irgendeine    der     zahlreichen        Sehaltun:gen    für       Fadingausgleich..        wie    man sie in Rundfunk  empfängern anwendet, benützt werden.

   Da  das zu übertragende     Steuersignalgemisch    in  seiner     Struktur    von demjenigen     normaler     elektroakustischer Übertragungen abweicht,  können Methoden für die Pegelregulierung  angewandt werden, die bedeutend wirksamer  sind als diejenigen des normalen     Fadingaus-          gleichs,    bei welchen bekanntlich die Regel  spannung an einer oder mehreren Dioden  strecken der     Demodulatorstufe    gewonnen  wird.  



  Bei ausschliesslicher Verwendung der       Frequenzänderung    des     Steuersignals    nach  der Methode der halben     Resonanzkurve    ist  der     Effelktivwert    der     Spannung    des Steuer  signalgemisches von der Einstellung der ein  zelnen     Steuersignalfrequenzen    unabhängig.

    Es ist daher möglich, den Effektivwert die  ser Spannung im Anodenkreis der Empfän-           ger-Endverstärkerrähre    als     regulierende    Kom  ponente für die     automatische    Pegelregulie  rung     heranzuziehen.        Auf        diese        Weise    ist der       Regulierimpuls        für        eine    am Eingang auftre  tende     Schwankung    bedeutend stärker als bei  der normalen Methode,

       weil    die Gesamtver  stärkung des Empfängers     dazwischengeschal-          tet    ist.     Zweckmässigerweise        wird    die Methode  der verzögerten     Regulierung    angewendet, um       einen        günstigen    Verlauf der Regulierkurve  zu erreichen.  



  Die     Anordnung        kann    gemäss der in     Fig.    1  dargestellten     Prinzipschaltung    ausgeführt       sein.    301 und 302     sind        die    durch     Änderung     der     Gittervorspannung    zu     regulierenden    Röh  ren. 303     ist    die Endröhre,     in    deren Anoden  kreis die     Erregerwicklung    304 des E.

   P.     R.-          Relais        liegt:        Die          wird        direkt    an     dieser        Z'@Ticklung    abgenom  men und über den     Kondensator    305     in        be-          kannter    Weise einem Trockengleichrichter  306 oder einer Diode zugeführt.

   Die am Wi  derstand<B>307</B> entstehende     Gleichspannung     .dient     als        Regelspannung.    Sie     wird    über     das          aus    dem     Widerstand    308     und    dem Konden  sator 309 gebildeten     Filterglied        als    negative       Gittervorspannung    den     Gittern    der zu regu  lierenden Röhren 301 und 302 zugeführt,

   so  dass am     Verstärkerausgang    ein     amplituden-          konstantes        Pegelreguliersignal    auftritt. Die       Gleichrichterstrecke    306 kann an     einen    Ab  griff der Anodenbatterie 310     angeschlossen          sein.     



  Bei der     Steuerung    der     Resonatoren        durch          gemischte    Frequenz-     und        Amplitudenände-          rung    des Steuersignals ist der Pegel der       Steuersignalspannung    am Relais eine Funk  tion der     Stellung    der     sendeseitigen    Geber  steuerorgane,

   das heisst     die        Steuersignalspan-          nung    ist bei konstanten     Übertragungsbedin-          gungen        veränderlich.        In    diesem Falle     wird     eine besondere, nur für die     Pegelregulierung     dienende Wechselspannung konstanter Fre  quenz und Amplitude     sendeseitig    dem Steuer  signal überlagert.

       Empfängerseitig        wird    in  Serie oder parallel     zur        Relaiswicklung    ein  auf die Frequenz des     Pegeiregulietsignals          abgestimmter        'Schwingungskreis        811    an den         Anodenkreis    der Endröhre 303 angekoppelt       (Fig.    2).

   Die     Wechselspannung        dieses        Krei-          seswird,        gleich        wie    oben     beschrieben,        einem          Gleichrichter    306 zugeführt und die auf     diese          Weise        gewonnene        Gleichspannung    mit oder  ohne     Verzögerungsspannung    an die     Gitter     der zu regulierenden Röhren     gelegt.     



       Eine    weitere Methode der     Pegelregulie-          rung        benüzt        gleichfalls    die     ausschliesslich        für          Regulierzwecke        dienende        Hilfsfrequenz.    An  Stelle eines elektrischen     Schwingungskreises          tritt        ein        zusätzlicher,    im E.     P.    R:

       Relais        ein-          gebauter        mechanischer        Resonator    312,     :der    von  einem     senderseitig    dem     Steuersignalstrom          überlagerten    Wechselstrom konstanter Fre  quenz und Amplitude     in        Schwingung    ver  setzt     wird.    Die Grösse der     Resonatorampli-          tude    ist daher nur     eine    Funktion     des        Übertira-       <RTI  

   ID="0003.0143">   gungsmasses        zwischen    Sender und Empfän  ger. Die     Amplitudenänderung    des     Resonators          wird    in eine entsprechende     Druckschwan-          h-ung        a=n    einem     pneumatischen        Zylinder    um  gesetzt, dessen Kolben sich     in        einer        Gleich-          geivichtelagezwischen    der     Kraft    einer Rück  stellfeder und der Kolbenkraft befindet.

   Der  Kolben kann mit dem Schleifkontakt     eines          Potentiometers        verbunden    sein, welches der  art geschaltet ist, dass     durch        Änderung    der       Gittervorspannung,    der zu     regulierenden    Röh  ren ein Abfall der     Pegelreguliersignalspan-          nung        zu    einer     Erhöhung    der     Verstärkung     führt.  



  Der     Kolben        kann    aber auch mit dem Joch  es     TbBrtra,-;er-Fic-enl,--emes        derart        verbun-          n     den sein, dass     ein    oder mehrere     Luftspalte     des     Übertragers    bei Verschiebung des Kol  bens grösser oder kleiner werden.

   Auf     diese     Weise     wird    der     magnetische        Widerstand    des  Übertragers im Sinne einer     Konstanthaltung          d'eT        Pegelne"uliersignalspamnung        am    Über  tragerausgang gesteuert, weiche zusammen  mit     dem.Steuersignalspannungsgemisch    über  den     genannten    Übertrager der Erregerspule  des E. P.     R.-Relais    zugeführt wird     (Fig.    3).  



  Unter     Übertragungsmass        zwischen    Sender  und Empfänger soll das     Verhältnis    der     Emp-          fängereingangsleistung    zur     Senderausgangs-          leistung    verstanden sein.

Claims (1)

1. PATENTANSPRüCHE I. Verfahren zur drahtlosen Fernsteue rung eines Objektes nach Patentanspruch I des Hauptpatentes, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuersignalpegel derart automatisch reguliert wird, dass ein von Änderungen des Übertragungsmasses zwischen Sender und Empfänger wenigstens annähernd unabhän giger Steuersignalpegel im fernzusteuernden Objekt erhalten wird.

   II. Vorrichtung nach Patentanspruch II des Hauptpatentes zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I hiervor, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur auto matischen Regulierung des Steuersignal pegels vorgesehen sind. UNTERANSPRüCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch I, bei welchem die Distanz zwischen dem fernzu steuernden Objekt und dem Sender einem vorbekannten Gesetz folgt, dadurch gekenn zeichnet, dass der Sender mit einem stetig veränderbaren Regulierorgan für seine Aus gangsleistung ausgerüstet wird, welches mit mechanischen Übertragungsmitteln von einer rotierenden Kurvenscheibe gesteuert wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass nur die Frequenz des Steuersignals von der Stellung des ihm zugeordneten Gebersteuerorganes abhängig gemacht ist. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die Steuersignal- p@e,aelre#,-ulierung empfangsseitig durch eine automatische Verstärkungsregelung durchge führt wird, wobei die Regelspannung hinter der Endröhre des Empfangsverstärkers ge wonnen wird. 4. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass sendeseitig dem Steuersignalgemis,ch ein zusätzliches, in Am plitude und Frequenz konstantes Pegelregu- liersignal überlagert wird.

   5. Verfahren nach Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass das Pegelregulier- signal auf der Empfängerseite vom Steuer- signalgemisch durch Selektionsmittel abge- trennt und zur Regelung des Empfänger ausgangspegels verwendet wird. 6.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II zur Durchführung des Verfahrens nach Un- teransprueh 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Steuerung der Senderausgangsleistung eine rotierende Kurvenscheibe vorgesehen ist, deren Antrieb derart ausgebildet ist, dass die Zeit einer Umdrehung zum mindesten gleich ist der grösstmöglichen Laufzeit des fernzu steuernden Objektes zum Ziel. 7.

   Vorrichtung nach Unteranspruch 6, da durch gekennzeichnet, dass an der Startvor richtung für das fernzusteuernde Objekt Mittel vorgesehen sind, welche beim Starten des Objektes die Kurvenscheibe freigeben, wobei dieselbe nach Ablauf einer Umdrehung in ihre Ausgangsstellung zurückkehrt. B.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II zur Durchführung des Verfahrens nach Un teranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zur Wicklung des elektropneumati- schen Resonanzrelais eine Schaltung, beste hend aus einem Trennkondensator, einer Gleichrichterzelle und einem zu letzterer par allel geschalteten Widerstand, angeschlossen ist, an dem die Regelspannung abgegriffen ist. 9.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II zur Durchführung des Verfahrens nach Un teranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Ausgangskreis der Empfangsverstärker Endröhre ein elektrischer Schwingungskreis angekoppelt ist, der auf die Frequenz des Pegelreguliersignals abgestimmt ist und wo bei die in diesem Schwingungskreis auftre tende Wechselspannung an einer Gleichrich- terstrecke mit nachgeschaltetem Widerstand in eine proportionale Gleichspannung umge setzt wird,

   die zur Verstärkungsregelung des Empfangsverstärkers im Sinne einer Kon- stanthaltung der Spannung des Pegelregu- liersignals am Verstärkerausgang dient. 10.

   Vorrichtung nach Patentanspruch 1I zur Durchführung des Verfahrens nach Un teranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einem elektropneumatischen Resonanz relais ein zusätzlicher mechanischer Resona- tor mit einem pneumatischen System vorge- sehen ist, wobei der Resonator auf die Fre quenz des Pegelreguliensignals abgestimmt ist, und die Drucks.chwankungen im pneuma tischen System,

   die durch Änderungen des Empfangspegels des Pegelreguliersignals ent stehen, auf einen Druckzylinder wirken, wel cher mit mechanischen Hilfsmitteln auf ein Potentiometer wirkt, das so ,gesrhaltet ist, @dass die Gittervorspannung der Empfängerröhren im Sinne einer gonstanthaltung der Span nung des Pegelreguliersignals am Empfangs verstärkerausgang beeinflusst wird. 11.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II zur Durchführung des Verfahrens nach Un teranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einem elektropneumatischen Resonanz relais ein zusätzlicher mechanischer Resona- tor mit einem pneumatischen System vorge- sehen ist, wobei der Resonator auf die Fre quenz des Pegelreguliersignals abgestimmt Is;

   t, und die Druckschwankungen im pneuma tischen System, die durch Änderungen des Empfangspegels des Pegelreguliersignals ent stehen, auf einen Druckzylinder wirken, wel cher mit mechanischen Hilfsmitteln auf ein bewegliches Joch eines Übertragers zwischen Empfänger und Erregerspule des elektro- pneumatischen Resonanzrelais derart ein wirkt,

   dass der Luftspalt und damit der ma gnetische Widerstand des Zwischenübertra- gers sich im Sinne einer gonstanthaltung der Spannung des Pegelreguliersignals am Aus gang dieses Übertragers ändern.