CH382813A - Anlage zur drahtlosen Richtungsbestimmung, insbesondere Doppler-Grossbasis-Funknavigationsanlage - Google Patents

Description

  Anlage zur drahtlosen Richtungsbestimmung, insbesondere Doppler-Grossbasis  Funknavigationsanlage    Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlage  zur drahtlosen Richtungsbestimmung, insbesondere  eine Doppler-Grossbasis-Funknavigationsanlage.  



  Das Hauptpatent beinhaltet eine Doppler-Gross  basis-Funknavigationsanlage, bei der der     Doppler-          Effekt    entweder durch die Art des Empfanges ein  fallender elektromagnetischer Wellen ohne Richtungs  modulation, die von einem Sender ausgestrahlt  werden, hervorgerufen wird (Peiler) oder bei der der  Doppler-Effekt bei der Ausstrahlung der Wellen  diesen bereits als eine Frequenzmodulation als das  die Richtungsinformation enthaltende Kriterium  aufgedrückt wird (Funkfeuer).

   Dabei findet ein  Grossbasis-Antennensystem Verwendung, das aus  einer Anzahl von auf der Peripherie eines Kreises  von mehreren Wellenlängen Durchmesser angeordne  ten Einzelantennen besteht, von denen jeweils zwei  genau oder ungefähr auf einem Durchmesser liegende  Einzelantennen im Falle eines Funkfeuers in zykli  scher Reihenfolge mit Sendeenergie gespeist werden  oder bei dem im Falle eines Peilers diese Einzel  antennen jeweils in derselben Weise an den Eingang  eines Spezialempfängers angeschaltet werden. Arbei  tet die Anlage als Funkfeuer, so wird die eine der  jeweils wirksamen Antennen mit der Hochfrequenz  leistung einer bestimmten Frequenz f0 eines Sen  ders gespeist, der mit der scheinbaren Umlauf  frequenz der Antennen (30 Hz) unter Einhal  tung eines bestimmten Modulationsgrades (30%)  amplitudenmoduliert ist.

   Die jeweils andere wirk  same Antenne wird mit etwa 10% der Leistung der  ersten Antenne einer um einen bestimmten Betrag  (10 kHz) verschiedenen Frequenz (d. h. entweder  niedriger oder höher liegenden Frequenz) gespeist.  Dadurch entsteht empfangsseitig eine Schwebung der  Differenzfrequenz (10 kHz), die einerseits mit der  Modulationsfrequenz (30 Hz) amplitudenmoduliert,    anderseits auf Grund des Doppler-Effektes mit der  scheinbaren Umlauffrequenz (30 Hz) richtungsab  hängig frequenzmoduliert ist.  



  Das Leistungsverhältnis der Hochfrequenzspan  nung hat auf die Bildung einer Schwebung an sich  keinen Einfluss; es ist nur derart gewählt, damit die  Schwebung einen sinusförmigen Verlauf annimmt. In  an sich bekannter Weise werden aus der Amplitu  denmodulation empfangsseitig die Bezugsspannung,  aus der Frequenzmodulation die Richtungsspannung  gewonnen. Die Richtungsbestimmung erfolgt durch  Phasenvergleich der Bezugsspannung mit der Rich  tungsspannung.  



  Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die  Anwendung der Anlage zur Richtungsbestimmung  bei einem Funkfeuer.  



  Wie sich in der Praxis herausgestellt hat, wird  infolge des stetigen Ortswechsels der Antenne, die  die amplitudenmodulierte Hochfrequenzspannung aus  strahlt, dieser in unerwünschter Weise eine weitere  Amplitudenmodulation mit der Umlauffrequenz auf  gedrückt. Diese unerwünschte Amplitudenmodula  tion setzt sich empfangsseitig gemäss ihrer Phase mit  der der Hochfrequenzspannung aufgedrückten, der  Ableitung der Bezugsspannung dienenden Amplitu  denmodulation zu einer resultierenden Modulation  zusammen, und zwar in der Weise, dass diese resul  tierende Niederfrequenzspannung je nach der Lage  der abstrahlenden Antenne bzw. je nach der Lage des  Empfangsortes einen mehr oder weniger grossen  Phasenfehler enthält.  



  Durch die Massnahmen der Erfindung wird dieser  Fehler völlig beseitigt.  



  Es ist bekannt, diesen     Fehler    durch besondere  Ausgestaltung des Antennensystems, z. B. durch Aus  legen eines hinreichend grossen Gegengewichtes, zu  verkleinern, eine völlige Unterdrückung des Fehlers      ist jedoch mit diesen Massnahmen allein nicht mög  lich. Ausserdem ist der Aufwand, der bei den Erdungs  massnahmen getrieben werden muss, sehr gross und  verursacht eine erhebliche Kostenerhöhung für das  Antennensystem.  



  Ein Zweck der Erfindung besteht insbesondere  darin, den Amplitudenmodulationsfehler zu vermin  dern, welcher durch die scheinbare Drehung der  Antennen auftritt.  



  Diese unerwünschte richtungsabhängige Ampli  tudenmodulation kann dadurch kompensiert werden,  dass die Aussendung der Hochfrequenzsignale in  zwei abwechselnd aufeinanderfolgenden Schaltphasen  erfolgt, und zwar derart, dass in der ersten Phase die  eine Antenne die Leistung des Senders, die mit der  Umlauffrequenz (30 Hz) amplitudenmoduliert ist,  aussendet (Hauptträger), während die andere Antenne  etwa     100/o    der Leistung der ersten Antenne einer  gegenüber der Hauptträgerfrequenz f o um etwa 10 kHz  erhöhten Frequenz, also das obere Seitenband einer  mit 10 kHz amplitudenmodulierten Trägerfrequenz  spannung, ausstrahlt, wie es im Hauptpatent beschrie  ben worden ist.

   In der zweiten Schaltphase sendet  die erste Antenne das entsprechende untere Seiten  band der Modulation     (f0-10        kHz)    aus, während die  zweite Antenne den Hauptträger, also die Frequenz f0,  aussendet.  



  Man ersieht, dass sowohl die aus der scheinbaren  Bewegung der Antennen resultierende Frequenz  modulation der Hochfrequenzspannung als auch die  dem Hauptträger aufgedrückte, der Ableitung der  Bezugsspannung dienende Amplitudenmodulation in  beiden Schaltphasen phasenmässig übereinstimmen,  dass jedoch die durch den Ortswechsel entstehende  unerwünschte Amplitudenmodulation in zwei auf  einanderfolgenden Schaltphasen jeweils mit einer  Phasenverschiebung von 180  empfangsseitig auf  tritt. Dadurch ist eine vollständige Kompensation des  Phasenfehlers ermöglicht.  



  Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel des  Erfindungsgegenstandes unter Bezugnahme auf die  Zeichnung näher erläutert.  



  Die     einzige    Figur der Zeichnung zeigt eine kreis  förmige Antennenanlage 1, welche eine gerade An  zahl von Strahlungselementen 2, z. B. von Dipolen,  aufweist, von denen zwei, welche sich auf der kreis  förmigen Antennenanlage gegenüberliegen, der Reihe  nach mit Hochfrequenzenergie verschiedener Fre  quenzen über die Leiter 10 bzw. 11, die Schleifringe 3  bzw. 4 und den Schalter 9 aus den Hochfrequenz  generatoren 12, 13 bzw. 12, 14 gespeist werden.

   Die  Schaltanordnung kann durch den Antriebsmotor 7,  die mechanische Kupplung     5u,    das Getriebe 6, die  mechanische Kupplung 5b, die mechanische Kupp  lung 5c und die exzentrische Scheibe 8 in Umdrehung  versetzt werden, so dass die Hochfrequenzen der  Generatoren 12 und 13 bzw. 14 und 12 den Strah  lungselementen 2 zugeführt werden, so dass eine  scheinbare     kreisförmige    Bewegung von je zwei Strah  lungselementen in jedem Zeitpunkt erzeugt wird. Die    Hochfrequenzenergien der Generatoren 13 und 14  werden durch Seitenbandmodulation (-1 10 kHz) vom  Hauptgenerator 12 mit Hilfe eines (nicht gezeigten)  Modulators und eines (nicht gezeigten)     Niederfre-          quenzgenerators    erzeugt.

   Um empfangsseitig ein Be  zugsphasensignal zu erzeugen, ist der Generator 12  mit Hilfe des Amplitudenmodulators 15 und des     Be-          zugssignalgenerators    16 amplitudenmoduliert.  



  Die Umschaltung der beiden Schaltphasen kann  naturgemäss mit einer gegenüber der     Bezugsfrequenz     niedrigeren Frequenz erfolgen, sie muss nur so hoch  gewählt werden, dass das bordseitig verwendete An  zeigegerät infolge seiner eigenen Trägheit der Schalt  frequenz nicht mehr zu folgen vermag. Bei den ver  wendeten Anzeigegeräten ist eine Schaltfrequenz von  etwa 5 Hz ausreichend. Das hier beschriebene System  kann mit den gebräuchlichen Empfängern für die  VOR-Drehfunkfeuer verwendet werden, wenn die  Frequenzdifferenz der beiden, die jeweils zwei An  tennen speisenden Hochfrequenzspannungen 9960 Hz  beträgt und der Durchmesser des kreisförmigen An  tennensystems bei der Umlauffrequenz von 30 Hz  so gewählt wird, dass der maximale Frequenzhub  480 Hz ist.

   Das bedeutet, dass bei den für VOR-Dreh  funkfeuer üblichen Frequenzen um 100 MHz der  Antennenkreis-Durchmesser etwa 5 Wellenlängen  betragen muss.  



  Umschalteinrichtungen für die Schaltphasen sind  an sich bekannt; sie können galvanisch, induktiv  oder kapazitiv arbeiten. Insbesondere ist es vorteil  haft, einen bei anderen Funknavigationsanlagen be  reits verwendeten bekannten kapazitiven Kommu  tator in entsprechender Ausführung für diese Aufgabe  zu verwenden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Anlage zur drahtlosen Richtungsbestimmung, nach Patentanspruch des Hauptpatentes, wobei jeweils die eine Einzelantenne mit dem Träger, die andere mit einem Modulations-Seitenband gespeist wird, so dass empfangsseitig eine frequenzmodulierte Welle empfangen und durch Phasenvergleich mit einer Be zugsspannung zur Richtungsbestimmung ausgewertet wird, gekennzeichnet durch eine Quelle oberer und unterer Seitenbandsignale und durch Umschaltmittel, um die genannten Quellen abwechselnd an das An tennensystem anzuschliessen, so dass jeder Anschalt- phase sowohl die jeweils angeschalteten zwei Einzel antennen als auch die gegenseitige Frequenzlage von Träger und Seitenband vertauscht sind,

   wobei in der einen Stellung das obere und in der anderen Stellung das untere Modulationsseitenband abgestrahlt wird. UNTERANSPRÜCHE 1. Anlage nach Patentanspruch, dadurch gekenn zeichnet, dass der Tausch von Träger und Seiten band jeweils erst nach Durchlaufen einer Anzahl von den Einzelantennen zugeordneten Schaltstellungen erfolgt. 2. Anlage nach Unteranspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass der Tausch von Träger und Seiten- bänder jeweils erst nach einem ganzzahligen Viel fachen von vollständigen Umläufen der zyklischen Antennenanschaltung erfolgt. 3.

   Anlage nach Patentanspruch, die für die Zu sammenarbeit mit einem der gebräuchlichen VOR- Empfänger nach internationalen Normen geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulationsfre- quenz 9960 Hz und die Umlauffrequenz der zykli schen Antennenanschaltung 30 Hz beträgt und dass der Durchmesser des Antennensystems so gewählt ist, dass sich empfangsseitig ein maximaler Frequenzhub von 480 Hz ergibt.