DE1186110B

DE1186110B - Device for determining the directional characteristics of transmitters and receivers, e.g. B. antennas, speakers, microphones

Info

Publication number: DE1186110B
Application number: DEA41858A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Bernhard Weingartner
Original assignee: AKG Akustische und Kino Geraete GmbH
Current assignee: AKG Acoustics GmbH
Priority date: 1961-12-28
Filing date: 1962-12-08
Publication date: 1965-01-28

Description

Einrichtung zur Ermittlung der Richtcharakteristik von Sendern und Empfängern, z. B. Antennen, Lautsprechern, Mikrophonen In der Nachrichtentechnik werden vielfach Übertragungseinrichtungen verwendet, die eine Richtcharakteristik aufweisen. Derartige Einrichtungen besitzen je nach der Richtung, aus der man sie betrachtet, verschiedene Ubertragungseigenschaften, d. h., die zu übertragende Größe wird aus verschiedenen Richtungen auf verschiedene Weise übertragen. Diese Eigenschaft definiert man bekanntlich im allgemeinen durch das Übertragungsmaß. Solche Einrichtungen sind z. B. Antennen, Schallsender (Lautsprecher) oder Schallempfänger (Mikrophone).Device for determining the directional characteristics of transmitters and Recipients, e.g. B. Antennas, loudspeakers, microphones In communications engineering Transmission facilities are often used that have a directional characteristic exhibit. Such facilities have depending on the direction from which they are considered, different transmission properties, d. i.e. the size to be transferred is transmitted in different ways from different directions. This attribute is generally defined by the degree of transmission, as is well known. Such facilities are z. B. antennas, sound transmitters (loudspeakers) or sound receivers (microphones).

Die Messung der Richtcharakteristik erfolgte bisher entweder punktweise in verschiedenen Winkelabständen oder kontinuierlich mit Hilfe eines Drehtisches, auf dem das System aufgesetzt ist, wobei das Übertragungsmaß beispielsweise mittels eines Pegelschreibers, dessen Vorschub mit der Drehung des Tisches mechanisch synchronisiert ist, in Abhängigkeit vom Drehwinkel aufgezeichnet wird. Diese Anordnungen bzw. Methoden sind entweder sehr zeitraubend oder bedürfen teurer und umfangreicher Spezialapparaturen und ergeben auch kein unmittelbar anschauliches Bild des Richtdiagramms.The directional characteristic was previously measured either point by point at different angular intervals or continuously with the help of a turntable, on which the system is set up, with the transmission level, for example, by means of a level recorder whose feed is mechanically synchronized with the rotation of the table is recorded as a function of the angle of rotation. These arrangements or methods are either very time consuming or require expensive and extensive special equipment and do not give a directly clear picture of the directional diagram.

Es ist auch eine Einrichtung zur Ermittlung Ter Richtcharakteristik von Antennen bekannt, bei welcher das zu untersuchende System drehbar gelagert ist und das Obertragungsmaß zwischen einem Raumpunkt außerhalb des Systems und dem System in Abhängigkeit von dessen Verdrehungswinkel mit einem elektromechanischen Koordinatenschreiber bestimmt wird, dessen Schreibstift in Abhängigkeit vom Übertragungsmaß radial ausgelenkt wird. Der Schreibtisch ist hierbei von dem zu untersuchenden System getrennt und wird von einem vom Schreibstift unabhängigen Antrieb betätigt. Nachteilig bei der bekannten Anordnung ist die notwendige Synchronisation des Schreibtisch antriebs und des zu untersuchenden Systems. Die bei der bekannten Anordnung verwendete elektrische Welle für die Synchronisation bringt einen erheblichen Aufwand mit sich. It is also a device for determining the directional characteristic known from antennas in which the system to be examined is rotatably mounted and the degree of transmission between a point in space outside the system and the system depending on its angle of rotation with an electromechanical coordinate recorder is determined, whose pen is deflected radially depending on the transfer rate will. The desk is separated from the system to be examined and is operated by a drive that is independent of the pen. Disadvantage of the known arrangement is the necessary synchronization of the desk drive and the system to be examined. The electrical one used in the known arrangement The synchronization shaft entails considerable effort.

Es ist auch ein mechanisches Rechen- und Zeichengerät bekannt, um Strahlungscharakteristiken von mehrteiligen Antennensystemen zu ermitteln, wobei ein Polardiagramm aufgezeichnet wird, das dem Strahlungsbild der Antennengruppe entspricht. Die bekannte Anordnung arbeitet auf rein mechanischem Wege, was zu Ungenauigkeiten wegen des Spieles zwischen den Teilen der Anordnung und wegen der erforderlichen großen Kräfte zur Betätigung der Teile führt. It is also a mechanical calculating and drawing device known to To determine radiation characteristics of multi-part antenna systems, whereby a polar diagram is recorded, which corresponds to the radiation pattern of the antenna group is equivalent to. The known arrangement works in a purely mechanical way, which leads to inaccuracies because of the play between the parts of the arrangement and because of the required large forces to actuate the parts.

Des weiteren ist ein Gerät zur polaren Darstellung einer sich periodisch wiederholenden elektrischen Größe mit Hilfe einer Kathodenstrahlröhre bekannt. Furthermore, a device for the polar representation of a self is periodic repetitive electrical quantity known with the aid of a cathode ray tube.

Mit diesem bekannten Gerät wird jedoch nicht ein Strahlungsdiagramm dargestellt.However, this known device does not produce a radiation pattern shown.

Die Erfindung geht von einer Einrichtung zur Ermittlung der Richtcharakteristik von Sendern und Empfängern, z. B. Antennen, Lautsprechern, Mikrophonen, aus, bei welcher das zu untersuchende System drehbar gelagert ist und das Übertragungsmaß zwischen einem Raumpunkt außerhalb des Systems und dem System in Abhängigkeit von dessen Verdrehungswinkel mit einem elektromechanischen Koordinatenschreiber bestimmt wird, dessen Schreibstift in Abhängigkeit vom Übertragungsmaß radial ausgelenkt wird. The invention is based on a device for determining the directional characteristic of senders and receivers, e.g. B. antennas, speakers, microphones, from, at which the system to be examined is rotatably mounted and the degree of transmission between a point in space outside the system and the system as a function of whose angle of rotation is determined with an electromechanical coordinate recorder whose pen is deflected radially depending on the transfer rate will.

Die Einrichtung ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch einen Koordinatenschreiber mit zwei orthogonalen Auslenksystemen mit elektromechanischer Steuerung der Kreisablenkung des Schreibstiftes in Abhängigkeit vom Verdrehungswinkel des zu untersuchenden Systems. According to the invention, the device is characterized by a coordinate recorder with two orthogonal deflection systems with electromechanical control of the circular deflection of the pen as a function of the twist angle of the system to be examined.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung liegt einmal darin, daß ein gesonderter Antrieb für die Schreibunterlage nicht notwendig ist. Die erforderlichen Funktionen sind darüber hinaus in einem Gerät zusammengefaßt, indem nämlich durch die Modulation in den beiden Koordinatenrichtungen so- wohl Amplitude und Richtung als auch zeitliche Zuordnung festgelegt sind Vorzugsweise ist bei der Einrichtung vorgesehen, daß bei einem an sich bekannten Koordinatenschreiber mit elektromagnetischer Betätigung des Schreibstiftes in zwei Koordlnateneinrichtungen die je dem oder den Magneten einer Koordinatenrichtung zugeordneten Stellpotentiometer durch ein mit der drehbaren Systemlagerung verbundenes, den Drehwinkel des Systems m die zugehörige Winkelfunktion übersetzendes Rechengetriebe, z. B. ein sogenanntes schottisches Joch, angetrieben sind und den Potentiometern das gleichgerichtete und gegebenenfalls verstärkte Äquivalent der Übertragungsgröße zugeführt wird. The advantage of the device according to the invention is, on the one hand, that a separate drive for the writing pad is not necessary. The necessary Functions are also combined in one device, namely by the modulation in the two coordinate directions probably amplitude and direction as well as temporal assignment are fixed Device provided that with a known coordinate recorder electromagnetic actuation of the pen in two coordinate devices the adjusting potentiometer assigned to the magnet or magnets in a coordinate direction by means of an angle of rotation of the system connected to the rotatable system bearing m the associated angular function translating calculating gear, z. B. a so-called Scottish yoke, are driven and the potentiometers are rectified and, if necessary, increased equivalent of the transfer size is supplied.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, und zwar stellt Fig. 1 einen an sich bekannten Koordinatenschreiber und r i g. 2 das mechanische Rechengetriebe dar. In the drawing, an embodiment of the invention is shown, 1 shows a coordinate writer known per se and r i g. 2 the mechanical calculating gear.

Die zeichnerische Darstellung ist weitgehend schematisiert, und unbedeutende Einzelheiten sind weggelassen. The graphic representation is largely schematic and insignificant Details are omitted.

In F i g. 1 sind vier Elektromagnete 1 (Solenoide) mit den Ankern 2, die ihrerseits mit dem Schreibstift 3 fest verbunden sind, zu sehen. In Fig. 1 are four electromagnets 1 (solenoids) with the armatures 2, which in turn are firmly connected to the pen 3, can be seen.

Der Schreibstift zeichnet auf die Unterlage 4 aus Papier oder Wachspapier das Richtdiagramm auf. The pen draws on the base 4 made of paper or waxed paper the directional diagram.

Die Zugmagnete ihrerseits gleiten mit Gleitstücken 5 auf den Gleitstangen 6. Die Elektromagnete werden über die Stellpotentiometer 7, 8, 9, 10 von der bei (7) und (-) zugeführten, verstärkten und gleichgerichteten Meßspannung gespeist. Die-Potentiometer weisen in diesem Ausführungsbeispiel eine lineare Bewicklung auf, während die Sinus- bzw. Kosinusfunktion des Drehwinkels ç durch ein mechanisches Getriebe, im Beispiel ein sogenanntes »schottisches Joch« erzeugt wird, wie es in F i g. 2 gezeigt ist. Dort sind 7 und 8 die Potentiometer, die über die Zahnstange 11, die ihrerseits in der Geradführung 12 gelagert und über einen Kurbelzapfen 13 von der Welle 14 des Drehtisches 15 angetrieben wird, bewegt werden. Die Auslenkung der Zahnstange und damit der Drehwinkel der Potentiometer ist hierbei proportional dem Sinus des Drehwinkels der antreibenden Welle. Die Potentiometer 9 und 10 sind mit ihrer Zahnstange gegenüber den Potentiometern7, 8 um 900 verdreht angeordnet, in der Fig. 2 jedoch der Übersichtlichkeit halber weggelassen.The pull magnets in turn slide with sliders 5 on the slide rods 6. The electromagnets are controlled by potentiometers 7, 8, 9, 10 from the at (7) and (-) supplied, amplified and rectified measuring voltage. In this exemplary embodiment, the potentiometers have a linear winding, while the sine or cosine function of the angle of rotation ç by a mechanical Gearbox, in the example a so-called "Scottish yoke" is generated, as it is in F i g. 2 is shown. There are 7 and 8 the potentiometers that go over the rack 11, which in turn are mounted in the straight-line guide 12 and via a crank pin 13 is driven by the shaft 14 of the turntable 15, are moved. The deflection the rack and thus the angle of rotation of the potentiometer is proportional the sine of the angle of rotation of the driving shaft. The potentiometers 9 and 10 are with their rack opposite the potentiometers7, 8 arranged rotated by 900, however, omitted in FIG. 2 for the sake of clarity.

Handelt es sich z. B. um die Messung der Richtcharakteristik eines Mikrophons, so wird dieses auf den Drehtisch 15 aufgesetzt und über einen Verstärker und Gleichrichter mit den Klemmen (+) und (-) der Potentiometeranordnung verbunden. Der Drehtisch wird sodann motorisch angetrieben und das Mikrophon zugleich mit einer -Meßschallquelle beschallt. Die Aufzeichnung der Richtcharakteristik des Mikrophons erfolgt dabei unmittelbar durch den Schreibstift auf der Unterlage. Is it z. B. to measure the directional characteristic of a Microphone, this is placed on the turntable 15 and via an amplifier and rectifier connected to terminals (+) and (-) of the potentiometer assembly. The turntable is then driven by a motor and the microphone at the same time with a -Measuring sound source exposed to sound. The recording of the directional characteristic of the microphone takes place directly with the pen on the pad.

In ähnlicher Weise verfährt man bei der Aufnahme der Empfangscharakteristik einer Antenne, die dabei mit einem HF-Signal bestrahlt wird. Das von ihr aufgenommene HF-Signal wird demoduliert und verstärkt und ebenfalls der Potentiometeranordnung zugeführt. The procedure for recording the reception characteristics is similar an antenna that is irradiated with an RF signal. The one recorded by her RF signal is demodulated and amplified and so is the potentiometer arrangement fed.

Handelt. es sich um die Messung an einem System mit Sendecharakter, z. B. Lautsprecher, so wird dieses auf dem Drehtisch montiert-und das Empfangsorgan, z. B. ein Mikrophon, mit bekannten tJbertragungseigenschaften in gewünschter Entfernung angebracht. Acts. it is the measurement on a system with transmission character, z. B. loudspeaker, this is mounted on the turntable - and the receiving organ, z. B. a microphone with known transmission properties at the desired distance appropriate.

Der Sender wird mit der ihm zugedachten Energie betrieben und die Spannung des Empfangsorgans der Potentiometeranordnung zugeführt.The transmitter is operated with the energy intended for it and the Voltage of the receiving organ fed to the potentiometer arrangement.

Das mechanische Rechengetriebe kann auch durch ein elektromechanisches ersetzt werden, das an sich bekannt ist. Es besteht aus einem in sich geschlossenen Drehpotentiometer mit zwei im Winkel von 900 miteinander fest verbundenen Schleifern, an die die Magnete des Schreibers anzuschließen sind. Der Wicklung dieses Potentiometers wird an zwei diametral gegenüberliegenden Punkten die Meßspannung zugeführt. Zwischen den Schleifern und zwei weiteren, gegenüber den ersten um 900 versetzten und galvanisch miteinander verbundenen Anzapfungen der Wicklung stehen dann Gleichspannungen zur Verfügung, die gleich sind der halben eingespeisten Spannung, multipliziert mit dem Sinus bzw. Kosinus des Drehwinkels. The mechanical calculating gear can also be replaced by an electromechanical one be replaced, which is known per se. It consists of a self-contained Rotary potentiometer with two wipers firmly connected to each other at an angle of 900, to which the magnets of the recorder are to be connected. The winding of this potentiometer the measuring voltage is applied to two diametrically opposite points. Between the grinders and two others, offset from the first by 900 and galvanically Interconnected taps of the winding are then available with direct voltages Available that are equal to half the voltage fed in, multiplied by the sine or cosine of the angle of rotation.

Der Koordinatenschreiber kann auch mit nur je einem Magneten für jede Koordinatenrichtung ausgeführt sein, wobei dann die Rückstellkräfte von Federn aufgebracht werden. Ebensogut sind auch Schreiber mit motorischem Antrieb des Schreibstiftes mit sinngemäßer Abwandlung des Antriebes anwendbar. The coordinate recorder can also use only one magnet for each each coordinate direction can be executed, in which case the restoring forces of springs be applied. Pens with a motorized pen drive are just as good applicable with a corresponding modification of the drive.

Claims

Claims: 1. Device for determining the directional characteristic of senders and receivers, e.g. B. antennas, speakers, microphones, in which the system to be examined is rotatably mounted and the transmission ratio between a point in space outside the system and the system as a function of it The angle of rotation is determined with an electromechanical coordinate recorder, whose pen is deflected radially depending on the transmission dimension, characterized by a coordinate recorder with two orthogonal deflection systems with electromechanical control of the circular deflection of the pen as a function the twist angle of the system to be examined.

2. Device according to claim 1, characterized in that at one known coordinate writer with electromagnetic actuation of the pen in two coordinate directions each of the magnet or magnets in a coordinate direction assigned potentiometer through a connected to the rotatable system bearing, Calculating gear converting the angle of rotation of the system into the associated angle function, z. B. a so-called Scottish yoke, are driven and the potentiometers the rectified and possibly amplified equivalent of the transmission quantity is fed.

References considered: U.S. Patents No. 2,450 283, 2681 264; French Patent No. 871466.