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Sichtfunkpeiler Die Erfindung betrifft einen Sichtfunkpeiler nach
dem Doppelkanalprinzip mit gekreuztem Richtantennensystem und Hilfsantenne sowie
Anzeige des Peilwerts auf einer Kathodenstrahlröhre.
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Es ist bekannt, daß bei Sichtfunkpeilern der beschriebenen Art auf
der Anzeigeröhre Ellipsen entstehen können, die ihre Form und Lage dauernd ändern.
Ursache dieser Änderungen sind sogenannte Mehrstrableffekte, die z. B. bei der Raumwelle
durch ReXexion an den zurn Teil inhomogenen und gewellten Tonosphärenschichten entstehen.
Am Peilort schwanken auf Grund dieser Erscheinung die Amplituden und Phasenlagen
der einzelnen ankommenden Wellen, wodurch eine dauernde Veränderung des Anzeigebildes
auftritt.
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Man kann bekanntlich durch sogenannte Großbasispeiler eine Verbesserung
der Peilanzeige erreichen. Diesem Vorteil einer derartigen Anlage steht aber der
Nachteil eines sehr großen Aufwandes gegenüber.
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Zweck der vorliegenden Erfindung ist es nun, bei einem Sichtfunkpeiler
des beschriebenen Typs eine Verbesserung der Peilanzeige zu schaffen. Die Beseitigung
der durch Schwankungen der Ionosphäre hervorgerufenen Störungen soll dabei mit relativ
geringem Aufwand innerhalb des Empfängers möglich sein. Auch soll durch die erfindungsgemäße
Anord nung die Möglichkeit des späteren Einbaues in bereits im Gebrauch befindliche
Mehrkanalpeilgeräte gegeben werden.
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Der erfindungsgemäße Sichtfunkpeiler ist dadurch gekennzeichnet,
daß zur Darstellung der mittleren Peilanzeige bei infolge Mehrfachausbreitung der
zu peilenden HF-Welle auftretenden Amplituden- und Richtungsschwankungen der Peilanzeige
an sich bekannte Phasengleichrichter vorgesehen sind, welchen einerseits die HF-
bzw. ZF-Spannungen aus den beiden Empfangakanälen, andererseits die Spannung der
Hilfsantenne zugeführt wird und welche ausgangsseitig zwei Gleichspannungen liefert,
die in ihrer Polarität und Amplitude die Peilrichtung kennzeichnen und über an sich
bekannte Vorrichtungen zur Mittelwertbildung entweder den Ablenkplatten einer zweiten
Kathodenstrablrohre oder mittels einer S6haltvornchtung zeitweise den Ablenkplatten
der vorhandenen Kathodenstrahlröhre zugeführt wird, Nachstehend soll die Erfindung
an Hand der in den Fg. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele nalier erläutert
werden, Die Fig. 1 zeigt die Anschaltung einer erfindungsgernCen, Eiarichturç an
einen an sich bekannten Sichtfunkpeiler. Die bekannten Teile des Peil-
empfängers
sind oberhalb der gestrichelt gezeichneten Linie, die neuartigen Teile unterhalb
dieser Linie dargestellt. Der bekannte obere Teil der Fig. 1 besteht aus einem gekreuzten
Antennensystem 1 mit einem angeschalteten Koordinatentransformator 2.
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Hieran schließt sich die periodisch arbeitende Umschalteinrichtung
3 an, die bewirkt, daß z. B. der obere Ausgang des Koordinatenwandlers 2 im einen
Augenblick mit dem Verstärker 4 und im nächsten Augenblick mit dem Verstärker 5
verbunden ist. Entsprechendes geschieht mit dem zweiten Ausgang des Koordinatentransf
armators. Die Rückumschalteinrichtung 6 arbeitet ähnlich wie die Umschalteinrichtang
3.
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Sie macht die Umschaltung der lJmschalteinrichtung 3 gerade wieder
rückgängig. Mit der Erfindung selbst haben diese Umschalteinrichtungen nichts zu
tun. Sie dienen bekanntlich nur zur Vermeidung eines bei sonstigen Peilanlagen notwendigen
ausgesprochenen Eichvorganges. Aut der Kathodenstrahlröhre 7 wird die Peilrichtung
schließlich angezeigt. Zur penodischen Umschaltung der Umschalteinrichtungen 3 und
6 dient ein Impulsgenerator 8; außerdem ist noch eine bei Sichtfankpeilern bekannte
Schwundregel einrichtung 9 mit dargestellt. Die Schaltallordaung mit dem Bezugszeichen
10 ist eine Amplitudenregelstufe; sie dient bekanntlich der automatischen Regelung
der beiden Verstärker auf $2weichem Verstärkungsgrad.
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Zur Durchführung. der Seitenkennung des beschriebenen Sichtfunkpeilers
dient eine liltsantenne 12 mit einem angeschalteten Empfangskanal ii. Ist der Schalter
13 geschlossen, so wird in bekannter Weise einer Hellsteuerelektrode der Kathodenstrahtröhre
7
die Spannung der Hilfsantenne zugeführt, die der Dunkelsteuerung eines Teils des
Anzeigebildes dient und damit die Seitenkennung bewirkt.
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Bei einem Sichtfunkpeiler, wie er oben beschrieben wurde, ist zwar
auch bei Auftreten der vorn beschriebenen Störungen stets eine Peilung möglich.
Die Peilanzeige schwankt jedoch, so daß eine genaue Bestimmung der Peilrichtung
erschwert ist. Zur Erleichterung der Ermittlung der genauen Peilrichtung dient der
im nachfolgenden beschriebene, unterhalb der gestrichelt verlaufenden Linie dargestellte
Schaltungsteil der Fig. 1. Dieser Teil wird so aufgebaut, daß er nachträglich an
Sichtfunkpeiler, die bereits in Betrieb sind, angebaut werden kann.
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Über zwei Leitungen 14 und 15 werden von den Ausgängen der Verstärker
4 und 5 die sin- und cos-Peilkomponente abgenommen und einer Umschalteinrichtung
16 zugeführt, die in ihrem Aufbau der Umschalteinrichtung 6 entspricht und die mit
der gleichen Umschaltspannung vom Impulsgenerator8 umgetastet wird. Die Abzweigung
der sin- und cos-Komponente der beiden Spannungen könnte zwar auch hinter der Rückumschaltstufe
6 erfolgen. Man würde in diesem Fall die Rückumschaltung 16 einsparen. Die gewählte
Schaltung ist jedoch hinsichtlich der Verminderung von Störungen günstiger. Würde
man die Abzweigung hinter der Umschalteinrichtung 6 vorsehen, dann würden die Eingänge
der Zusatzeinrichtung sowie die Zuleitungen zu dieser Einrichtung die Verstärkungen
der beiden Verstärkerkanäle unterschiedlich beeinflussen. Dies ist zwar in der vorliegenden
Schaltung auch der Fall. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel würden jedoch durch
derartige Unsymmetrien die Verstärkungen der Verstärker 4 und 5 beeinflußt, denen
durch die Amplitudenregelstufe 10 entgegengewirkt wird. An den Ausgängen der Umschalteinrichtung
16 erscheinen ebenso wie an den Ausgängen der Umschalteinrichtung 6 die sin- und
cos-Komponente der Peilspannung. Diese beiden Spannungskomponenten werden in Gleichrichtern
17 und 18 gleichgerichtet und die gleichgerichtete Spannung an je einem Integrierglied
19 und 20 aufsummiert, so daß an den Ausgängen dieser Integrierglieder zeitlich
gemittelte Spanungen erscheinen. Zur Erzeugung einer strichförmigen Anzeige werden
diese zeitlich gemittelten Spannungen in stark gegengekoppelten Verstärkern 21 und
22, z. B. mit einer Sägezahnspannung aus einem Generator23, moduliert. Da im vorliegenden
Ausführungsbeispiel die ungemittelte Anzeige und die gemittelte Anzeige gemeinsam
auf dem Kathodenstrahlanzeigerohr7 erscheinen sollen, ist es notwendig, daß man
beide Anzeigespannungen periodisch abwechselnd auf die Kathodenstrahlröhre 7 gibt.
Zu diesem Zweck sind die Verstärker 21 und 22 noch als Torschaltungen ausgebildet,
die ihre Durchlaßsteuerspannung von einer Impulsformerstufe24 erhalten. Die Impulsformerstufe
24 speist außerdem über eine Leitung 25- zusätzlich die Umschalteinrichtung 6. Die
Ausgangsspannung der Impulsformerstufe 23 ist derart geformt und wird derart gepolt
an die Umschalteinrichtung 6 bzw. an die Verstärker 21 und 22 geführt, daß die Verstärker
21 und 22 geöffnet sind, während die Umschalteinrichtung 6 keine Spannungen an ihre
Ausgänge abgibt und umgekehrt.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde für die normale periodische
Umschaltung der Umschalteinrichtungen 3, 6 und 16 eine Frequenz von 50 Hz
gewählt;
die normale ungemittelte Anzeige wird in Zeitperioden von 0,8 Sekunden und die gemittelte
Anzeige in Zeitperioden von 0,2 Sekunden vorgenommen. Um ein Flimmern der Anzeigen
auf der Kathodenstrahlröhre zu beseitigen, wählt man zweckmäßig als Kathodenstrahlanzeigeröhre
eine mit lang nachleuchtender Schicht. Die Ausgangsspannungen von den Verstärkern
21 und 22 werden den Ablenksystemen der Kathodenstrahlanzeigeröhre 7 zugeführt.
Damit keine Störungen auftreten, ist es notwendig, die Zuleitungen von den Zweigen
der verschiedenen Kanäle voneinander zu entkoppeln.
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Bisher war nur die Rede davon, daß in den Stufen 17 und 18 eine Gleichrichtung
stattfindet. Die normale Gleichrichtung würde jedoch zur Durchführung der Erfindung
nicht geeignet sein, da die normale Gleichrichtung eine hoch- oder zwischenfrequente
Spannung stets so demoduliert, daß ein niederfrequentes Signal stets gleichen Vorzeichens
erzeugt wird. Stellt man sich beispielsweise vor, daß am Ausgang des Gleichrichters
17 eine positive Spannung erscheint und am Ausgang des Gleichrichters 18 ebenfalls
eine positive Spannung, dann würde man unabhängig von der wahren Pfeilrichtung stets
einen Anzeigestrich erhalten, der sich über den Durchmesser des Bildschirmes erstreckt
und dessen Enden sich nur in den Quadranten von 0 bis 90 und von 180 bis 2700 bewegen.
Damit man eine richtige gemittelte Peilanzeige erhält, bildet man die Gleichrichterstufen
17 und 18 derart aus, daß man ihnen außer der einen Komponente der Peilspannung
noch die Rundspannung zuführen kann. Die Ausgangsspannung des Gleichrichters ist
dann nach wie vor eine Niederfrequenzspannung, die jedoch positives oder negatives
Vorzeichen aufweist, je nachdem, ob die Phase der Rundspannung mit der Phase der
Peilspannung übereinstimmt. Eine solche Niederfrequenz mit positiven und negativen
Amplituden wird auf dem Anzeigerohr eine Anzeige in Form eines Striches ergeben,
der sich vom Mittelpunkt der Bildfläche zum Radius hin erstreckt. Wenn man die Spannungen
den Gleichrichtern 17 und 18 in geeigneter Polung zuführt, erhält man durch die
gemittelte Anzeige gleichzeitig eine Seitenkennung. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
wird die Rundspannung vom Ausgang des Verstärkers 11 abgegriffen und vor Zuführung
an die beiden Gleichrichterstufen 17 und 18 in einem Verstärker 26 verstärkt.
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Zur Gleichrichtung sieht man zweckmäßig eine Schaltung vor, die wie
ein Ringmodulator aufgebaut ist. Diese Gleichrichterschaltung ist zusammen mit dem
nachgeschalteten Integrierglied im einzelnen in Fig. 2 dargestellt. Die Gleichrichterschaltung
besteht aus vier Gleichrichtern 27 bis 30, beispielsweise Kristalldioden, die mit
gleicher Durchlaßrichtung im Kreise hintereinandergeschaltet sind. Die zu demodulierende
Komponente der Peilspannung wird über einen Übertrager 31 zugeführt, dessen Sekundärwicklung
einerseits zwischen die Gleichrichter 27 und 30, andererseits zwischen die Gleichrichter
28 und 29 eingeschaltet ist. Die Primärseite des Übertragers 31 ist durch eine Kapazität32
überbrückt, die derart bemessen ist, daß sie zusammen mit dem übertrager 31 als
Parallelresonanzkreis wirkt. In analoger Weise wird die Rundspannung über einen
Übertrager33, der zwischen die Dioden 27 und 28 und 29 und 30 eingeschaltet ist,
zugeführt.
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Die Primärwicklung dieses Übertragers ist ebenfalls durch eine Kapazität
34 überbrückt. Die niederfrequente Ausgangsspannung wird von Mittelabgriffen 35
und 36 der Sekundärseiten der Übertrager 31 und 33 abgenommen. Zur Mittelung dieser
Spannungen ist ein RC-Integrierglied vorgesehen, welches aus zwei ohmschen Serienwiderständen
37 und 38 und einer die Ausgänge dieser Serienwiderstände verbindenden Querkapazität
39 besteht. Es empfiehlt sich, die Zeitkonstante des RC-Gliedes veränderbar auszubilden.
Die Anschlußklemmen der Kapazität39 liegen an den Steuergittern zweier in Gegentakt
geschalteter Röhren40 und 41, die beispielsweise die Eingangsröhren der beiden Verstärkerstufen
21 und 22 bilden können.
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In dem an Hand der Fig. 1 beschriebenen Ausführungsbeispiel wurden
die Kanäle zur Verstärkung der sin- und cos-Komponente am Ausgang der Verstärker
4 und 5 in zwei Zweige aufgespalten, von denen der eine zur Erzeugung der üblichen
ungemittelten Anzeige dient, während es Zweck des anderen Zweiges ist, eine gemittelte
Anzeige zu erzeugen. Selbstverständlich kann man an die Ausgänge beider Zweige je
eine Kathodenstrahlanzeigeröhre anschalten, so daß man nebeneinander eine ungemittelte
und eine gemittelte Anzeige erhält.
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Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 führt man der Kathodenstrahlröhre
die Peilkomponenten als Zwischenfrequenz zu. Die gemittelten Peilkomponenten, wie
sie gemäß der Erfindung entstehen, sind Spannungen, die im Niederfrequenzbereich
liegen. In Peilanlagen, in welchen die Anzeige getrennt vom Peilempfänger vorgenommen
werden soll, in denen also eine Femübertragung der Peilkomponenten notwendig ist,
kann man mit Vorteil die gemittelten Peilkomponenten fernübertragen. Während zur
Fernübertragung der Peilkomponenten mit Zwischen-
frequenz wegen der auftretenden
maximalen Frequenzen Hochfrequenzleitungen, z. B. Koaxialkabel, notwendig sind,
kann man die gemäß der Erfindung anfallenden gemittelten niederfrequenten Peilkomponenten
mit einfachen Niederfrequenzleitungen, beispielsweise Telefonleitungen, bequem fernübertragen.