DE1254204B - Peilempfaenger - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Int. α.:

GOIs

Deutsche. Kl.: 21 a4 - 48/01

Nummer:

Aktenzeichen:

Anmeldetag:

Auslegetag:

Ausgabetag:

C 23812IX d/21 a4

5. April 1961

16. November 1967

16. Mai 1968

Patentschrift stimmt mit der Auslegeschrift überein

Die Erfindung betrifft einen Peilempfänger mit zwei relativ zueinander in bezug auf eine Achse bewegten Antennen und zwei diesen nachgeschalteten Empfangskanälen, deren Ausgangsspannungen mit Hilfe eines Phasendiskriminators und einer mit der Antennenbewegung synchronen Wechselbezugsspannung die Richtungsanzeige liefern.

Derartige Peilempfänger gestatten das, was man in der französischen Sprache unter »radioralliement« oder im Angelsächsischen unter »homing« versteht, nämlich die Möglichkeit für ein bewegtes Objekt, sich auf eine Stelle zu leiten, indem man gewisse Peildaten konstant hält.

Allgemein verhält sich das bewegte Objekt wie ein Empfänger, der in der Lage ist, die Signale zu empfangen, die an das bewegte Objekt von einer HF-Quelle ausgesandt werden, die selbst im übrigen fest oder beweglich sein kann, wobei die empfangenen Signale derart behandelt werden, daß die Richtung des bewegten Objekts, d. h. sein Kopf, dazu geführt ao wird, mit der Richtung zusammenzufallen, längs der die Signale aufgenommen werden.

Es sind bereits Richtungsanzeiger bekannt, die sich" insbesondere an Bord des beweglichen Objekts befuv den und mindestens zwei relativ zueinander in bezug '»5 auf eine Achse bewegte Antennen besitzen, deren Signale jeweils an zwei Empfangskanäle übertragen werden, von. denen jeder einem Antennenelement zugeordnet ist. Jeder dieser auf Zwischenfrequenz arbeitenden Kanäle umfaßt die für die Verarbeitung der empfangenen Signale nötwendigen Schaltungsorgarie, so daß die zwischen den Signalen vorhandenen Phasendifferenzen auftreten, die sie dann in Winkellagen übertragen lassen, welche die Steuerflächen des bewegten Objekts steuern, um die Koinzidenz der Bewegungsrichtung des Objekts mit der Fortpflanzungsrichtung der empfangenen Signale herbeizuführen. Der Aufbau dieser bekannten Einrichtungen vermag jedoch nicht die unmittelbare Auswertung der zwischen den von den beiden Antennenelementen gelieferten Signale bestehenden Phasenverschiebung vornehmen zu lassen. Vielmehr ist es bei diesen bekannten Einrichtungen notwendig, eine zusätzliche Modulation der empfangenen Signale auf Zwischenfrequenz durchzuführen, um allgemein die Momentanfrequenz auftreten zu lassen. Die verwendeten Schaltungen sind demzufolge verwickelt, und es tritt ein Empfindlichkeitsmangel des Empfängers in einer der Bezügsebenen ein, auf die sich die Messungen beziehen. Es ist nämlich üblich, wenn nicht sogar empfehlenswert, die beiden zueinander senkrecht stehenden Bezugsebenen zu definieren, auf denen Peilempfänger

Patentiert für:

Compagnie Frangaise Thomson
Houston-Hotchkiss Brandt, Paris

Vertreter:

Dipl.-Ing. Dipl. oec; publ. D. Lewinsky,

Patentanwalt, München 42, Gotthardstr. 81

Als Erfinder benannt:

Jacques Hubert Bonaria, Asnieres, Seine

(Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 6. April 1960 (823 546)

man die Projektion des Winkelabstands vornimmt, die zwischen dem Kopf des bewegten Objekts und der Fortpflanzungsrichtung der von der Außenquelle abgegebenen Signale besteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Peilempfänger der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die vorgenannten Nachteile vermieden werden und eine unmittelbare Auswertung der Phasenverschiebung zwischen den von den Antennenelementen aufgenommenen Signalen möglich ist. Diese Aufgabe ist bei dem hier vorgeschlagenen Peilempfänger vor allem dadurch gelöst, daß erfindungsgemäß die Achse der Antennenbewegung in die Peilrichtung gelegt ist, daß die Antennen. unmittelbar bzw. lediglich über Frequenzumsetzer od. dgl. an die Empfangskanäle angeschaltet sind, deren Ausgänge an einen ersten Phasendiskriminator angeschaltet sind, dessen Ausgang einen zweiten Phasendiskriminator speist, dem außerdem die Bezugswechselspannung zugeführt ist und dessen Ausgangsspannung die Richtungsanzeige liefert. ,

Auf diese Weise ist es möglich, unmittelbar und ohne weitere andere Umsetzungen als eine Umsetzung in die Zwischenfrequenzlage die zwischen den von den Antennen des bewegten Objekts aufgenommenen Signalen vorhandene Phasenverschiebung, auszuwerten. Auf Grund dessen, daß man die Antennen gegenüber einer zur Fortpflanzungsrichtung des bewegten Objekts parallelen Achse umlaufen läßt, ist es möglich, die von den Eingangsinformationen herrühren-

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den Phasenverschiebungen von den auf den Empfän- Im Empfänger 2 des bewegten Objekts sind zwei ger zurückzuführenden Phasenverschiebungen zu Empfängskanäle 7 und 8 vorgesehen, die jeweils an unterscheiden, die im Fall fester Antennen als eine das betreffende Antennenelement angeschaltet sind. Änderung der Eingangsinformationen interpretiert Der beispielsweise an das Antennenelement 3 angewerden und zu Fehlern in den Richtungsanzeigen 5 schlossene Empfangskänal 7 besitzt einen Frequenzführen könnten. . umsetzer 9, der die von der Antenne 3 aufgefangenen

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es Signale in Zwischenfrequenzlage umsetzt und dem ferner von Vorteil, wenn für eine Peilanzeige in einer ein Verstärker 10 nachgeschaltet ist. Der Ausgang zweiten Bezugsebene ein weiterer Phasendiskrimi- des Verstärkers 10 speist einen Phasenschieber 11, nator vorgesehen ist, der mit der Ausgangsspannung io der die durch den Empfangskanal selbst eingebrachte des ersten Phasendiskriminators und einer gegen- Phasenverschiebung zu kompensieren hat. Der Phaüber der Bezugswechselspannung entsprechend pha^ senschieber 11 ist an einen ersten Eingang eines Phasenverschobenen zweiten Bezugswechselspannung ge- sendiskriminators 12 angeschlossen, dessen weiterer speist ist. Außerdem kann es im Sinn der Zielsetzung Eingang an den Ausgang eines den Phasenschieber der Erfindung von Vorteil sein, wenn zwischen die 15 11 entsprechenden Phasenschiebers 11' angeschlos-Empfangskanäle und dem ersten Phasendiskrimi- sen ist, der jedoch zu dem zweiten Empfangskanal 8 nator zwei Phasenschieber eingeschaltet sind, die gehört. Dieser zweite Empfangskanal 8 besitzt den über einen Tiefpaß· von der Ausgangsspannung des gleichen Aufbau wie der erste Empfangskänal 7,· ersten Phasendiskriminators so gesteuert werden, daß besitzt also einen Frequenzumsetzer 9', einen Verder erste Phasendiskriminator im linearen Bereich 20 stärker 10' und einen Phasenschieber 11' und ist arbeitet. an das zweite Antennenelement 4 angeschaltet.

In der Zeichnung ist ein Peilempfänger der erfin- Der Phasendiskriminator 12 erzeugt eine Wechseldungsgemäß vorgeschlagenen Art in mehreren bei- spannung, deren Frequenz der Umlaufgesehwindigspielsweise gewählten Ausführungsformen schaltbild- keit der Welle des Motors 6 entspricht; diese Spanmäßig und hinsichtlich der Antennenausbildung 25 nung wird mit den von den beiden Antennenelemenschematisch veranschaulicht. Es zeigt ten 3 und 4 empfangenen Signalen moduliert. Das

Fig. i im Blockschaltbild die grundsätzliche Ausgangssignal des Phasendiskriminators 12 wird an

Schaltung eines Peilempfängers nach der Erfindung. einen zweiten Phasendiskriminator 13 angelegt, der

Fig.2 im Blockschaltbild eine vorteilhafte Aus- übrigens an den Wechselstromgenerator 15 ange-

führungsform des Peilempfängers nach der Erfindung, 30 schlossen ist, von dem er eine Wechselbezugsspan-

F i g. 3 eine weiter verbesserte Ausführungsform nung erhält. Dieser Diskriminator 13 bewirkt eine

des Peilempfängers gemäß der Erfindung im Block- echte Demodulation des von dem Diskriminator 12

schaltbild und abgegebenen Signals und liefert eine Anzeige für den

F i g. 4 a bis Ad sowie F i g. 5 verschiedene Aus- Winkelabstand zwischen der tatsächlichen Richtung

Gestaltungen der Antenne, von denen die Antennen- 35 des bewegten Objekts und der gewünschten Richtung,

ausbildung nach Fig.5 sich als praktisch besonders und zwar gegenüber einer Bezugsebene,

vorteilhaft erwiesen hat. Selbstverständlich ist in der Praxis vorzuziehen,

Der aus F i g. 1 im Blockschaltbild ersichtliche die Anzeige des Winkeläbstands in den beiden BeEmpfänger sitzt auf dem bewegten Objekt, das zugsebenen zu haben, die eingangs definiert worden HF-Wellen empfängt, die von einer äußeren Strom- 40 sind. Zu diesem Zweck genügt es, entsprechend dem quelle abgegeben werden, auf die es sich auszurichten Schaltbild der Fig.2 einen dem Phasendiskriminator bzw. der gegenüber es seine Lage zu bestimmten 13 entsprechenden dritten Phasendfckriminator 14 wünscht. Zwei Antennenelemente 3 und 4 bilden die vorzusehen, der an einem seiner Eingänge das von Antenne 1 des bewegten Objekts, das dem Empfän- dem ersten Phasendiskriminator 12 gelieferte Signal ger 2 zugeordnet ist. Die Antennenelemente 3 und 4 45 und an einem weiteren Eingang eine Bezugswechselbesitzen zu der durch Δ angezeigten Richtung 'der spannung empfängt, die gegenüber der an den Diskri-Bewegung des bewegten Objekts parallele Achsen minator13 angelegten Spannung um 90° phäsenver- und sind mit einem Träger 5 verbunden, der von schoben ist und von dem Wechselstromgenerator Ϊ5 einem Motor 6 antreibbar ist. Die beiden Antennen- abgegeben wird. Diese zweite Spannung läßt die elemente 3 und 4 werden somit zu einer Umlauf- 5° zweite Bezugsebene definieren, die zu der ersteren bewegung um eine zu der Bewegungsrichtung des Bezugsebene senkrecht steht.

bewegten Objekts parallelen Achse angetrieben. Der F i g. 3 stellt eine weitere Ausführuhgsförm eines

Motor 6 treibt ferner einen Wechselstromgenerator Peilempfängers nach der Erfindung dar, die hoch

15 an, der Bezugshilfsspannungen liefert, die in den mehr verbessert ist. Gewöhnlich sind die Übertra-

gewählten Bezugsebenen die Projektionen des zwi- 55 güngszeiteh in den beiden Empfangskanälen ungleich,

sehen der Verschiebungsrichtung des bewegten Ob- und diese Ungleichheit führt systematische Fehler

jekts und der Fortpflanzungsrichtung der von dessen ein, die zu korrigieren sind. Diese systematischen

Antennenelementen, 3 und 4 empfangenen Signale Fehler übertragen sich vor allem an die Stelle des

verschobenen Winkelabstands definieren lassen. Die Phasendiskriminators 12, dessen Ruhepunkt somit

gewählten Bezugsebenen stehen demnach aufein- 60 derart verschoben ist, daß der Betrieb dieses Diskri-

ander senkrecht und schneiden sich längs einer zu der minators nicht mehr symmetrisch ist, vor allem wenn

sogenannten Bezugsachse Δ parallelen Geraden. Hier- die Phasenverschiebung der Signale, die an ihn ange-

durch ist der bereits erwärmte Vorteil gegeben, Un- legt werden, beträchtlich ist. Die erfmdungSgernäß

mittelbar und ohne vorherige weitere Umsetzungen vorgeschlagene Lösung besteht bei dieser Äiisfüh-

als eine Umsetzung in die Zwischenfrequenzlage die 65 rungsform darin, die in den einen oder anderon

zwischen den von den Antennen 3 und 4 des beweg- Empfangskänal durch die Phasenschieber 11 und 11'. ten. Objekts aufgefangenen Signalen vorhandene eingebrachten Phasenverschiebungen durch die

Phasenverschiebung auswerten zu können. ■ Gleichstromkomponente der von dem Phasendis-

kriminator 12 gelieferten Spannung zu steuern. Das Anlegen dieser Spannung an diese beiden Phasenschieber erfolgt über ein Tiefpaßfilter 16.

Fig.4a bis 4b zeigen mehrere mögliche Anordnungen der Antennenelemente 3 und 4 des Peilempfängers nach F i g. 1 bis 3. F i g. 4 a gibt die in F i g.'l bis 3 vorgesehene parallelachsige Befestigung der Antennenelemente mit Drehbarkeit um einen zwischen ihnen liegenden Punkt 17 wieder. Gemäß Fig.4b dreht sich die Antenne um einen Punkt 18, der auf einer zu den zwei Antennenelementen 3 und 4 parallelen Geraden nicht zwischen diesen, sondern seitlich davon liegt. Nach F i g. 4 c befindet sich der Drehmittelpunkt 19 außerhalb der durch die beiden Achsen der Antennenelemente 3, 4 bestimmten Ebene. Bei der in F i g. 4 d veranschaulichten Antenne fällt deren Drehachse 20 mit der Achse des einen der beiden Antennenelemente 3, 4, z.B. des Empfangsorgans 4, zusammen.

F i g. 5 läßt die praktische Ausführung einer Antenne, die nach dem aus F i g. 4 d ersichtlichen baulichen Prinzip gestaltet ist, in einer Ansicht erkennen, die durch Projektion der Antenne auf eine zu ihrer Drehachse .senkrechte Ebene erhalten ist. Bei dieser Antenne ist das eine der beiden umlaufenden Antennenelemente 3, 4 der Anordnung nach Fig.4d, z. B. das Antennenelement 4, durch zwei Antennenelemente 4' und 4" ersetzt. Der Vorteil dieser Antennenausbildung ist eine große Vereinfachung der Verbindungen zwischen den Antennenelementen der Antenne 1 und dem Empfänger 2.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Peilempfänger mit zwei relativ zueinander in bezug auf eine Achse bewegten Antennen und zwei diesen nachgeschalteten Empfarigskanälen, deren Ausgangsspannungen mit Hilfe eines Phasendiskriminators und einer mit der Antennenbewegung synchronen Wechselbezugsspannung die Richtungsanzeige liefern, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der Antennenbewegung in die Peilrichtung gelegt ist, daß die Antennen (3, 4) unmittelbar bzw. lediglich über Frequenzumsetzer (9, 9') od. dgl. an die Empfangskanäle (7, 8) angeschaltet sind, deren Ausgänge an einen ersten Phasendiskriminator (12) angeschaltet sind, dessen Ausgang einen zweiten Phasendiskriminator (13) speist, dem außerdem ¹ die Bezugswechselspannung zugeführt ist und dessen Ausgangsspannung die Richtungsanzeige liefert.

2. Peilempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Peilanzeige in einer zweiten Bezugsebene ein weiterer Phasendiskriminator (14) vorgesehen ist, der mit der Ausgangsspannung des ersten Phasendiskriminators (12) und einer gegenüber der Bezugswechselspannung entsprechend phasenverschobenen zweiten Bezugswechselspannung gespeist ist.

3. Peilempfänger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Empfangskanäle (7, 8) und dem ersten Phasendiskriminator (12) zwei Phasenschieber (11, 11') eingeschaltet sind, die über einen Tiefpaß (16) von der Ausgangsspannung des ersten Phasendiskriminators (12) so gesteuert werden, daß der erste Phasendiskriminator im linearen Bereich arbeitet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 918 271;
britische Patentschrift Nr. 725 817;
USA.-Patentschrift Nr. 2 861 264.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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