DE1053592B - Peilrahmen mit Beseitigung der durch ein inhomogenes elektromagnetisches Feld verursachten Stoererscheinungen - Google Patents

Description

Eine störende Erscheinung beim Peilen mittels Peilrahmen ist der sogenannte Vertikalantenneneffekt. Die durch den Vertikalantenneneffekt erzeugte Spannung überlagert sich der eigentlichen Peilspannung und ist auch dann noch vorhanden, wenn der Peilrahmen derart eingestellt ist, daß seine Rahmenebene senkrecht zur Welleneinfallsrichtung steht. Die Vertikalantennenspannung verursacht je nach der Phase zur Peilspannung eine Verschiebung oder eine Trübung des Peilminimums und macht damit die Peilung ungenau, wenn nicht sogar unmöglich.

Die bekannten Peilrahmen sind im allgemeinen erdsymmetrisch an den Peilempfänger angeschlossen. Zum symmetrischen Anschluß benutzt man fast ausschließlich Transformatoren, deren Wicklungen über Mittelabgriffe mit Masse verbunden sind. Bisher gl'aubte man, daß sich der Vertikalantenneneffekt nur deshalb störend bemerkbar macht, weil sowohl der Peilrahmen als auch der Ausgangstransformatox in der Praxis nicht vollständig symmetrisch ausgebildet werden können und daher die in beiden Hälften des Peilrahmens durch den Vertikalantenneneffekt erzeugten Spannungen nicht gleich groß sind und darüber hinaus wegen des nicht völlig symmetrischen Aufbaues des Ausgangstransformators noch eine Wirkung auf den Empfängereingang ausüben.

Messungen und theoretische Untersuchungen haben ergeben, daß diese obenerwähnten Störerscheinungen weniger durch Unsymmetrien des Peilrahmens und des Ausgangstransformators verursacht werden als vielmehr durch Unsymmetrien des elektromagnetischen Feldes in der Umgebung des Peilrahmens, die von dem unsymmetrischen Aufbau der Umgebung des Peilrahmens herrühren. Störungen des Feldes können z. B. durch reflektierende Teile in der Nachbarschaft des Peilrahmens hervorgerufen: werden. Besonders groß sind diese Störungen, wenn man den Peilrahmen beispielsweise auf einem Schiff benutzt, da in diesem Fall die nähere Umgebung fast nur aus metallischen Teilen besteht, die unsymmetrisch zum Peilrahmen angeordnet sind. Von dieser Erkenntnis der Ursache der Störerscheinungen geht die Erfindung aus.

Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Peilrahmens, der gegen durch ein inhomogenes elektromagnetisches Feld verursachte Störerscheinungen unempfindlich ist.

Durch die deutsche Auslegeschrift 1007 830 ist bereits ein Peilrahmen bekannt, welcher die Inhomogenitäten des Feldes unwirksam macht. Dieser Peilrahmen ist in zwei in parallelen Ebenen angeordnete Teile unterteilt, deren Anschlüsse über Kreuz parallel geschaltet und derart angeordnet sind, daß sich in einer mit den gemeinsamen Anschlüssen verbundenen Peilrahmen mit Beseitigung der durch
ein inhomogenes elektromagnetisches
Feld verursachten Störerscheinungen

Anmelder:

Telefunken G. m. b. H.,
Berlin NW 87, Sickingenstr. 71

Dr.-Ing. Günter Ziehm, Ulm/Donau,
ist als Erfinder genannt worden

Leitung die in den Teilen des Peilrahmens induzierten nützlichen Peilströme addieren, die Störströme jedoch kompensieren. Dieser Peilrahmen ist aber in seinem Aufbau relativ kompliziert. Insbesondere die Kreuzverbindungen zwischen den beiden Rahmenhälften verursachen mitunter technische Schwierigkeiten. Der erfindungsgemäße Peilrahmen hingegen ist in seinem Aufbau nicht komplizierter als der bereits bekannte abgeschirmte Einwindungsrahmen, bei dem zwei gleiche, die Windungsfläche begrenzende Koaxialleitungsabschnitte vorgesehen sind, die symmetrisch zu einer die Windungsfläche teilenden Achse angeordnet sind, und bei dem an zwei symmetrisch zueinander liegenden Enden der Koaxialleitungsabschnitte die Innenleiter die Ausgänge des Peilrahmens bilden.

Der erfindungsgemäße Peilrahmen ist dadurch gekennzeichnet, daß zur Beseitigung· der durch ein inhomogenes elektromagnetisches Feld verursachten Störerscheinungen an den beiden anderen symmetrisch zueinander liegenden Enden der beiden Koaxialleitungsabschnitte die Außenleiter jeweils mit den Innenleitern des anderen Koaxialleitungsabschnittes elektrisch leitend verbunden sind.

Nachstehend sollen an Hand der Fig. 1 und 2 Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Peilrahmen

+5 beschrieben werden. An Hand des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 wird näher auf die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Peilrahmens eingegangen.

Der in Fig. 1 im Schnitt gezeichnete Peilrahmen besteht im wesentlichen aus zwei vertikalen geraden Koaxialleitungsabschnitten 1 und 2, die symmetrisch zu einer strichpunktiert eingezeichneten Achse angeordnet sind, deren Richtung mit der Richtung des elektrischen Feldes der zu peilenden Welle über-

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einstimmt. Wenn mit dem Peilrahmen, wie im vor- leiter der Wicklungshälften der Primärwicklung des

liegenden Fall, Sender gepeilt werden sollen, die ver- Transformators 4 und Masse entsprechende Span-

tikal polarisierte Welten ausstrahlen, ist die strich- mangen U_[r und U_RT auf. Die Außen- und Innenleiter

punktierte Achse eine Vertikale. Die Außenleiter stellen einen Transformator dar, dessen Über-

der Koaxialleitungsabschnitte 1 und 2 sind galvanisch 5 Setzungsverhältnis gleich 1 beträgt. Wie man aus dem

mit einem Abschirmgehäuse 3 verbunden, in welches Spannungspfeilen in Fig. 1 erkennt, heben sich damit

die verlängerten Innenkiter der Koaxialleitungs- die Wirkungen der Störspannungen U_LT gegen U_w

abschnitte 1 und 2 hineingeführt sind. Die Enden der und U_RG gegen U_RT auf. Tätsächlich liegen zwischen

Innenleiter sind mit der Primärwicklung eines der Umgebung und den Außenleitern der Koaxial -

Ausgangstransformators 4 verbunden, deren Mittel- 10 leitungsabschnitte 1 und 2 praktisch unendlich viele

abgriff über eine galvanische Verbindung mit dem Koppelkapazitäten, die dazu noch beliebige Größen

Gehäuse 3 an Masse liegt. Auch die Sekundär- aufweisen können. Zusammenfassend läßt sich sagen,

wicklung des Ausgangstransformators 4 liegt mit daß auch bei derart verteilten Kappelkapazitäten die

ihrem Mittelabgriff galvanisch am Gehäuse 3 und Störunterdrückung stets darauf beruht, daß sich die

damit auf Masse. Die Anschlüsse des Peilrahmens 15 über die galvanischen Verbindungen 7 und 8 auf den

werden durch die Klemmen 5 und 6 der Sekundär- Ausgangsübertrager gebrachten Spannungen bzw.

wicklung des Transformators 4 gebildet. Das Wesent- Ströme gegen die transformatorisch von den Außen-

liche der Erfindung liegt darin, daß der Außenleiter leitern auf die Innenleiter gebrachten Spannungen

des Koaxialleitungsabschnittes 1 über eine galva- bzw. Ströme kompensieren. Es erübrigt sich, auf die

nische Verbindung 7 mit dem Innenleiter des ₂₀ Erregung des Peilrahmens mit der Peilspannung

Koaxialleitungsabschnittes 2 und der Außenleiter des näher einzugehen, da diese Erregung genauso wie bei

Koaxialleitungsabschnittes 2 über eine entsprechende den bekannten Peilrahmen erfolgt. Die in dem

galvanische Verbindung 8 mit dem Innenleiter des Ausgangstransformator erzeugte Peilspannung ist so

Koaxialleitungsabschnittes 1 verbunden ist. groß wie bei einem Zweiwindungsrahmen, da die

Praktische Messungen haben gezeigt, daß ein der- 25 Außenleiter mit dem Innenleiter des jeweils anderen

artiger Peilrahmen gegen die Inhomogenitäten des Koaxialleitungsabschnittes je eine Windung, also

einfallenden Feldes unempfindlich ist. Auch bei völlig insgesamt zwei Windungen, bilden. Die Eigen-

unsymmetrischer Aufstellung bezüglich der Um- induktivität des Peilrahmens ist geringer als bei

gebung, z. B. auf Schiffen, machten sich keine der- normalen Zweiwindungsrahmen, da die Induktivität

artigen Störerscheinungen bemerkbar. Der theore- 30 der Außenleiter, die einen Teil der Windungen bilden,

tische Nachweis für diese Störunterdrückung läßt sehr klein ist.

sich nicht leicht erbringen, da die Störströme an den Ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine erfrnbeiden symmetrisch zur strichpunktierten Symmetrie- dungsgemäße Peilantenne zeigt die Fig. 2. In diesem achse liegenden Abschnitten willkürlich einfließen Fall sind die beiden Koaxialleitungsabschnitte 9 und können. Für einen Spezialfall kann jedoch eine 35 10 auf dem Umfang eines Kreises angeordnet. Die anschauliche Erklärung für die Störunterdrückung Außenleiter gehen am unteren anschlußseitigen Ende des erfindungsgemäßen Peilrahmens gebracht werden. ineinander über. Durch Öffnungen im Außenleiter Es ist dabei angenommen, daß die das elektromagne- sind die Innenleiter nach außen geführt. Wie im tische Feld störenden Objekte in der Umgebung des Ausführungsbeiepiel der Fig. 1 sind sie mit der Peilrahmens über Koppelkapazitäten mit dem Peil- 40 Primärwicklung eines Übertragers 11 verbunden. Die rahmen verkoppelt sind. Vereinfachend sollen diese Mittelabgriffe von Primär- und Sekundärwicklung Koppelkapazitäten zu jeder Seite in einer Koppel- des Ausgangsübertragers liegen an Masse. Die beiden kapazität C^ und C_L vereinigt sein, die am oberen oberen Enden der Koaxialleitungsabschnitte 9 und 10 Ende der Koaxialleitungsabschnitte 1 und 2 ange- sind galvanisch verbunden. Der Leiter 12 verbindet schlossen sind. Es sei angenommen, daß infolge 45 den Innenkiter des Koaxialleitungsabschnittes 9 mit Unsvmmetrien in der Umgebung des Peilrahmens die dem Außenleiter des Koaxialleitungsabschnittes 10 Kapazitäten C^ und Ci ungleich groß sind, so daß und der Leiter 13 den Innenleiter des Koaxialüber sie unterschiedliche Störströme fließen. Durch kitungsabschnittes 10 mit dem Außenleiter des die über die Kapazitäten C^ und Ci einfließenden Koaxialleitungsabschnittes 9. Dieses Ausführungs-Ströme werden zwischen den oberen Enden der 50 beispiel eines erfindungsgemäßen Peilrahmens ähnelt Außenleiter und Masse Spannungen U% und U_L auf- dem bekannten Peilrahmen mit Abschirmung. Bei gebaut. Die Spannung U_R liegt aber auch an dem dem bekannten Peilrahmen mit Abschirmung dient parallel hierzu liegenden Zweig, der durch die Ver- jedoch die Abschirmung lediglich als mechanischer bindungskitung 8, den Innenkiter des Koaxial- Schutz und als elektrische Abschirmung gegen kitungsabschnittes 1, die linke Hälfte der Primär- 55 Störungen, die z. B. durch elektrisch geladene Regenwicklung des Übertragers 4 und die Verbindungs- tropfen verursacht werden. Durch die erfmdungskitung zwischen dem Mittelabgriff und Masse ge- gemäße Kreuzverbindung ergibt sich jedoch beim bildet wird. Entsprechend liegt die Spannung U_L an Peilrahmen gemäß Fig. 2 eine Wirkungsweise, die dem Zweig, der durch die Verbindung 7, den Innen- von der des bekannten Peilrahmens mit Abschirmung leiter des Koaxialleitungsabschnittes 2, die rechte 60 völlig abweicht.

Hälfte der Primärwicklung des Übertragers 4 und die In Fig. 2 ist noch eine Hilfsantenne zur Erzeugung

\^;erbindung des Mittelabgriffes mit Masse gebildet der Rundspannung dargestellt. Diese Hilfsantenne ist

wird. Diese Spannungen wurden in der Darstellung in bekannter Weise in der Symmetrieachse des Peil-

der Fig. 1 mit U%q bzw. [/_iG bezeichnet, wobei der rahmene angeordnet. Sie besteht aus einem vertikal

Index G »galvanisch« bedeutet und damit zum Aus- 65 stehenden Dipol. Die Verwendung eines Dipols ist

druck bringt, daß diese Spannungen über die gal- insbesondere von Vorteil, wenn der Peilrahmen er-

vanischen Verbindungen 7 und 8 hervorgerufen wur- höht, z. B. auf einem Mast oder auf einem Turm,

den. Durch transformatorische Wirkung treten angeordnet ist. Da derartige leitende Maste bei den außerdem von den Außenleitern der Koaxialleitungs- im allgemeinen benutzten Betriebswellenlängen wegen

abschnitte 1 und 2 längs der entsprechenden Innen- 70 ihrer Höhe bereits in die Größenordnung einer

Claims (2)

Viertelbetriebswellenlänge kommen, fließen auf ihnen besonders hohe, den eigentlichen Nutzeffekt jedoch störende Empfangsantennenströme. Würde man eine übliche Stabantenne als Hilfsantenne verwenden (gemeint ist eine Stabantenne, die am Fußpunkt eingespeist wird und deren Gegengewicht durch die Erde gebildet wird), dann wären die Rundspannungen im Bereich der Resonanzen des Gebildes aus Mast und Stabantenne starken Phasen- und Amplitudenschwankungen unterworfen. Bei der Verwendung eines Dipols als Hilfsantenne werden diese Resonanzerscheinungen unwirksam. Die obere Dipolhälfte besteht aus einem Stab 14 aus leitendem Material. Um galvanische oder auch kapazitive Kontakte zwischen dem Verbindungen 12 und 13 und der Dipolhälfte 14 zu vermeiden, sind diese Verbindungen in hinreichendem Abstand um die Dipolhälfte 14 herumgeführt. Die untere Dipolhälfte kann natürlich analog ausgeführt sein. Wenn, der erfindungsgemäße Peilrahmen auf einem Mast installiert ist, der mit Drahtseilen verspannt ist, wird die untere Dipolhälfte als Gegengewicht ausgeführt, das zweckmäßig durch Teile der Verspannung gebildet wird, die durch Isolatoren von den übrigen Teilen der Verspannung elektrisch abgetrennt sind. Bei einem derartigen Aufbau vermeidet man störende Kopplungen zwischen dem Mast und der unteren Dipolhälfte. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 sind von den Abschnitten der Verspannung, die die untere Dipolhälfte bilden, nur zwei, 15 und 16, sichtbar. Zwei weitere, analoge, hinter dem Peilrahmen liegende Verspannungsabschnitte sind der Übersicht halber in der Zeichnung nicht dargestellt. Die in der Fig. 2 sichtbaren Isolatoren sind mit 18 und 19 bezeichnet. Die Anschlußleitungen 20 und 21 für den Hilfsamtennendipol verlaufen im Inneren eines Isolierrohres 17, welches zur Halterung der oberen Dipolhälfte 14 dient. Vorzugsweise ist auf der Höhe der Peilantenne bereits ein Ausgangsübertrager für die Hilfsantennenspannung vorgesehen. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausbildung der Hilfsantenne ist natürlich der Peilrahmen nicht mehr drehbar. Er ist deshalb durch einen zweiten, in der Zeichnung nicht dargestellten Peilrahmen zu einem Kreuzrahmensystem zu ergänzen. Wichtig ist es, daß die Symmetrieachse des erfindungsgemäßen Peilrahmens immer in Richtung des elektrischen Vektors der zu peilenden Welle liegt. Der erfindungsgemäße Peilrahmen könnte demnach zum Peilen einer vertikal polarisierten Welle z. B. auch um 180° verdreht aufgestellt sein, derart, daß die Kreuzverbindung zwischen den Innenleitern und den Außenleitem der beiden Koaxialleitungsabschnitte am unteren und die Ausgänge der Peilantenne am oberen Teil des Peilrahmens liegen. Patentansprüche:

1. Peilrahmen, bei dem zwei gleiche, die Windungsfläche begrenzende Koaxialleitungsabschnitte vorgesehen sind, die symmetrisch zu einer die Windungsfläche teilenden Achse angeordnet sind, und bei dem an zwei symmetrisch zueinander liegenden Enden der Koaxialleitungsabschnitte die Innenleiter die Ausgänge des Peilrahmens bilden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beseitigung der durch ein inhomogenes elektromagnetisches Feld verursachten Störerscheinungen an den beiden anderen symmetrisch zueinander liegenden Enden der beiden Koaxialleitungsabschnitte die Außenleiter jeweils mit den Innenleitern des anderen Koaxialleitungsabschnittes elektrisch leitend verbunden sind.

2. Peilrahmen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei geradlinige Koaxialleitungsabschnitte vorgesehen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 897 546;
britische Patentschriften Nr. 572 470, 713 961.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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