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Funkpeilanordnung nach dem Doppelkanalprinzip zur Bestimmung der Einfallsrichtung
der Bodenwelle Funkpeilungen sind bekanntlich während der Dämmerung oder nachts,
wo zusätzlich zur Bodenwelle Raumwellen mit anomalen Polarisaflons zuständen und
verschiedenen Elevationswinkeln auftreten, besonders schwierig. Es entsteht dann
bei der Summation zweier solcher kohärenten Wellen (Boden- und Raumwelle) infolge
ihrer Phasenunterschiede eine elliptische Polarisation, die schnell veränderlich
sein kann, so daß in kurzen Zeitabständen praktisch alle Peilrichtungen und Polarisationszustände
durchlaufen werden.
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Um zu einer fehlweisungsfreien Sichtfunkpeilung während der Dämmerung
oder nachts unter ausschließlicher Ausnutzung der Bodenwelle zu gelangen, muß man
bekanntlich dafür sorgen, daß nur die horizontal einfallende Bodenwelle gemessen
wird, dagegen die schräg von oben einfallende anomal polarisierte Raumwelle bei
der Peilung unschädlich bleibt. Für die dazu erforderliche Trennung der Bodenwelle
und der Raumwelle kann man z. B., wie bekannt, als Antennensystem einen Kreuzrahmen
aus zwei vertikalen Rahmen benutzen, von denen der eine Rahmen als Kennlinie das
Doppelkreisdiagramm behält, während die Charakteristik des anderen Rahmens durch
Kombination mit einer auf die Peilfrequenz abgestimmten Hilfsantenne in eine Kardioide
verwandelt wird.
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Ihr Minimum liegt in der gleichen Richtung wie das der Doppelkreischarakteristik.
Die gemeinsame Nullstelle kann nun mit Hilfe einer Goniometeranordnung, die zwischen
Kreuzrahmen und Sichtfunkpeiler geschaltet ist, in jedes beliebige Azimut gedreht
werden. Wird mit der Empfangsnullstelle die Bodenwelle ausgeblendet, so entsteht
aus der im allgemeinen elliptischen Anzeige des Schirmbildes eine Strichanzeige,
weil die eine Komponente der die Ellipse erzeugenden kohärenten Wellen zum Verschwinden
gebracht wurde. Die gesuchte richtige Peilung, also die Peilung der Bodenwelle,
ist dann an der Skala des Handrades, mit dem die gemeinsame Empfangsnullstelle gedreht
wird, abzulesen.
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Die Erfindung betrifft eine Funkpeilanordnung nach dem Doppelkanalprinzip
mit optischer Anzeige auf einer Braunschen Röhre und mit einem Kreuzrahmen, der
entgegen der bekannten Anordnung aus zwei vertikalen Rahmen in ganz anderer Weise
ausgebildet ist. Zur Bestimmung der Einfallsrichtung der Bodenwelle bei gleichzeitigem
Raumwellenempfang ist der Kreuzrahmen erfindungsgemäß so angeordnet, daß einer der
beiden Rahmen horizontal liegt und daß der vertikal stehende Rahmen mit einer Azimutskala
versehen ist, an der bei Drehung des Vertikal-
rahmens um seine vertikale Achse derart,
daß eine seiner Nullstellen in die Einfallsrichtung der Bodenwelle zeigt, an Hand
der dann von einer Ellipse von einer in einen Strich übergehenden Anzeige die Einfallsrichtung
der Bodenwelle abzulesen ist.
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Diese Rahmenanordnung besitzt gegenüber dem aus zwei Vertikalrahmen
bestehenden Kreuzrahmensystem physikalisch völlig neuartige, im Text zu den Figuren
angegebene Eigenschaften, die zu einer technisch einfachen und zugleich sehr genauen
Peilung der Bodenwelle geführt haben.
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In einer weiteren Ausführungsform besteht die Erfindung darin, daß
der Kreuzrahmen in der Ebene seines Vertikalrahmens um 900 drehbar ist, so daß ein
Kreuzrahmen mit zwei zueinander senkrecht stehenden Vertikalrahmen entsteht, der
nach Rückdrehung und Festsetzung des Kreuzrahmens in die durch den einen seiner
beiden Vertikalrahmen gekennzeichneten Bezugsrichtung in bekannter Weise als Antennensystem
für Tagespeilungen der Bodenwelle mit unmittelbarer Ablesung der Peilung an der
Azimutskala des Schirms der Braunschen Röhre dient.
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In einer anderen Ausführungsform besteht die Erfindung darin, daß
der Kreuzrahmen mit einem zweiten Vertikalrahmen versehen wird, der gegenüber dem
anderen Vertikalrahmen um 900 versetzt ist, und daß mit Hilfe eines Umschalters
wahlweise das Antennensystem, bestehend aus dem Horizontalrahmen und einem Vertikalrahmen
nach der ersten Ausführungsform für die Bodenwellenpeilung bei gleichzeitigem Einfall
einer Raumwelle, oder das Antennensystem aus zwei Vertikalrahmen nach Rückdrehung
und Festsetzung in die durch den einen der beiden Vertikalrahmen gekennzeichnete
Bezugsrichtung für Tagespeilung an die beiden Eingänge des Doppelkanalpeilers anschaltbar
ist.
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In Weiterbildung dieser Ausführungsform besteht die Erfindung darin,
daß die beiden Vertikalrahmen unter Verwendung von Hochfrequenzeisenkernen, die
in der Horizontalebene als Stäbe senkrecht aufeinander stehen, ausgeführt sind und
daß der Horizontalrahmen unter Verzicht auf einem Hochfrequenzeisenkern mit seinen
Windungen in der Horizontalebene angeordnet ist, so daß dadurch der dreidimensional
ausnutzbare Kreuzrahmen auf ein horizontal liegendes scheibenförmiges, im wesentlichen
nur zweidimensionales Gebilde reduziert wird.
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Die erfindungsgemäße Anordnung ist in den F i g. 1 bis 4 erläutert.
Dabei zeigt F i g. 1 das für die erfindungsgemäßen Maßnahmen erforderliche Kreuzrahmenantennensystem
mit angeschlossenem Sichtfunkpeiler, F i g. 2 die Verwendung des Antennensystems
von F i g. 1 für normale Tagespeilungen, F i g. 3 eine Peilanordnung für wahlweise
Peilmöglichkeit nach den erfindungsgemäßen Vorschlägen und für normale Tagespeilungen,
Fig. 4 einen Kreuzrahmen mit geringer Bauhöhe.
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Das in Fig. 1 gezeigte Antennengebilde besteht aus einem Vertikal-
und einem Horizontalrahmen, die zu einem drehbaren Kreuzrahmen zusammengefaßt sind,
dessen vertikaler Rahmen 1 an den Eingang3 des einen Kanals eines Sichtfunkpeilers
und dessen horizontaler Rahmen 2 an den Eingang 4 seines anderen Kanals gelegt wird.
Die Ausgänge 5 und 6 der beiden Kanäle sind in bekannter Weise an die Plattenpaare
7 und 8 der Braunschen Röhre 9 geführt. Die Wirkungsweise der Anordnung ist dann
folgende: Am Tage, wenn ausschließlich Bodenwellenempfang vorhanden ist, nimmt der
horizontale Rahmen 2 von der Empfangsfeldstärke nichts auf, da der magnetische Vektor
der Bodenwelle horizontal, also parallel zur Rahmenebene verläuft. Das an den horizontalen
Rahmen angeschlossene Plattenpaar 8 liefert also keine Auslenkung auf der Braunschen
Röhre 9.
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Da also bei Bodenwellenempfang der vertikale Rahmen 1 allein empfängt,
liefert nur das Plattenpaar 7 eine strichförmige Auslenkung, die sich in ihrer Länge
bei Drehung des Rahmens verändert und vollständig verschwindet, wenn die Normale
der Rahmenebene in die Einfallsrichtung der Bodenwelle zeigt.
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Bei dieser Stellung des vertikalen Rahmens ist also am Tage (bei reinem
Bodenwellenempfang) an der Braunschen Röhre überhaupt keine Anzeige vorhanden. Wenn
nun in dieser Rahmenstellung während der Dämmerung und nachts zusätzlich zur Bodenwelle
eine Raumwelle einfällt, so wird diese allein angezeigt und erscheint in Form eines
Durchmesserstriches auf der Braunschen Röhre. (Da ein Drehrahmen bei Raumwellenempfang
bekanntlich Peilfehler aufweist, deren Größe von dem Polarisations-und Elevationswinkel
abhängt, kann aus der auf dem Schirm entstehenden Strichanzeige natürlich nicht
die richtige Peilung ermittelt werden.) Wenn der Drehrahmen sich nicht in der beschriebenen
Stellung befindet, bei der die Bodenwelle ausgeblendet ist, dann nimmt während der
Dämmerung und nachts der vertikale Rahmen 1 im allgemeinen eine kohärente Welle,
die sich aus der Spannung eines Bodenwellen- und eines Raumwellenanteils zusammensetzt,
auf.
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Im horizontalen Rahmen 2 kann dagegen nur die schräg von oben einfallende
Raumwelle eine Span-
nung induzieren, da die horizontal einfallende Bodenwelle, wie
bereits erwähnt, stets vom Horizontalrahmen entkoppelt ist und deshalb keine Spannung
erzeugen kann. Da zwischen der Spannung des Bodenwellen- und der des Raumwellenanteils
im Kanal 3 eine Phasenverschiebung besteht, im Kanal 4 dagegen nur eine allein von
der Raumwelle induzierte Spannung entsteht, sind die in beiden Kanälen erzeugten
Spannungen ebenfalls gegeneinander in der Phase verschoben. Es erscheint daher auf
dem Schirm der Braunschen Röhre eine Ellipse, deren Gestalt sich entsprechend der
mit der Zeit veränderlichen Polarisation und Elevation der Raumwelle ändert. Dreht
man nun den Kreuzrahmen so lange um die Achse z seines Vertikalrahmens 1, bis seine
Normale in die Einfallsrichtung der Bodenwelle zeigt, so wird diese durch die in
das Bodenwellenazimut gedrehte Nullstelle des Vertikalrahmen-Doppelkreisdiagramms
ausgeblendet. Die Folge ist, daß dann an Stelle der elliptischen Anzeige eine Strichanzeige
auf dem Schirm der Braunschen Röhre entsteht, da in diesem Fall nur die Raumwelle
allein sowohl auf den Vertikalrahmen als auch auf den Horizontalrahmen phasengleich
wirken kann. Diese Strichanzeige ist daher das Kriterium für die erfolgte Ausblendung
der Bodenwelle. Das erhaltene Azimut der Bodenwelle, d. h. ihre Peilung, entspricht
dem Winkel, um den der Vertikalrahmen gegenüber seiner Bezugsrichtung 0-0 bis zur
Ausblendungsrichtung, d. h. dem Erscheinen der Strichanzeige auf dem Schirm, um
seine Achse gedreht werdenmußte. Der erhaltene Peilwinkel wird nun in bekannter
Weise wie an der Skala des Drehrahmens eines Minimumpeilers abgelesen.
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Eine zweckmäßige Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung
erhält man, wenn man das Rahmensystem auch zur Tagespeilung, d. h. der unmittelbaren
Strichanzeige der Peilung auf dem Schirm der Braunschen Röhre mit Ablesung auf der
Azimutskala am Schirm benutzen kann. Hierzu ist es, wie F i g. 2 veranschaulicht,
z. B. nur erforderlich, nach Rückdrehung und Festsetzung des Vertikalrahmens 1 in
die Bezugsrichtung 0-0 eine 90-O-Drehung des Kreuzrahmens um die x-Achse seines
Horizontalrahmens 2 vorzunehmen. Der Vertikalrahmen 1 verbleibt bei der Drehung
in seiner y-z-Ebene, während aus dem bisher in der x-y-Ebene gelegenen Horizontalrahmen
2 der zweite senkrecht zu dem ersten gelegene Vertikalrahmen 2 a in der x-z-Ebene
entsteht. Die Anschlüsse 3 und 4 an die Kanaleingänge des Sichtfunkpeilers bleiben
trotz der Drehung des Kreuzrahmens unverändert bestehen.
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In einer anderen Ausführungsform wird die wahlweise Verwendung der
erfindungsgemäßen Anordnung zur Peilung der Bodenwelle bei gleichzeitigem Einfall
einer Raumwelle und zur normalen Tagespeilung (bei ausschließlichem Bodenwellenempfang)
dadurch ermöglicht, daß der Kreuzrahmen, wie in Fig. 3 gezeigt, zusätzlich mit einem
zweiten Vertikalrahmen 2 a versehen wird und daß außerdem ein Umschalter 10 vorgesehen
ist, mit dessen Hilfe wahlweise die Peilanordnung für Tagespeilung (Schalterstellung
nach oben) oder nach Rückdrehung und Festsetzung des Vertikalrahmens 1 in die Bezugsrichtung
0-0, für Dämmerungspeilungen gemäß der Erfindung (Schalterstellung nach unten) betriebsbereit
gemacht wird.
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Da es unter bestimmten Einbaubedingungen z. B. auf Fahrzeugen zweckmäßig
sein kann, den Kreuzrahmen
gemäß F i g. 3 in seiner vertikalen
Bauhöhe möglichst niedrig zu halten, wird in Weiterbildung der Erfindung an Stelle
einer Anordnung, bei der sämtliche drei Rahmen des Kreuzrahmens in der gleichen
Weise ausgeführt sind, ein Antennensystem verwendet, bei dem die beiden vertikalen
Rahmen 1 und 2 a unter Verwendung von Hochfrequenzeisenkernen durch senkrecht aufeinander
stehende, in der Horizontalebene liegende Stäbe gebildet werden. Der Horizontalrahmen
2 dagegen wird unter Verzicht auf einen Hochfrequenzeisenkern mit seinen Windungen
in der Horizontalebene angeordnet. F i g. 4 zeigt eine solche Ausführungsform.