DE1266365B - Funkempfangseinrichtung fuer ein Phasenvergleichs-Navigationssystem - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

GOIs

Deutsche KL: 21 a4-48/43

Nummer: 1266 365

Aktenzeichen: D 42020 IX d/21 a4

Anmeldetag: 17. Juli 1963

Auslegetag: 18. April 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Funkempfangseinrichtung für ein Phasenvergleichs-Navigationssystem, in dem Schwingungen auf drei oder mehr verschiedenen, aber zu einer Grundfrequenz harmonischen, in fester Phasenbeziehung zueinander stehenden Frequenzen von mehreren Stationen derart ausgestrahlt werden, daß alle Stationen gleichzeitig, aber verschieden frequent senden und daß jede Station alle Frequenzen nacheinander sendet, wobei die Frequenzen der ausgestrahlten Schwingungen so gewählt sind, daß diese bei Überlagerung ein Impulssignal von einer Frequenz ergeben, die niedriger liegt als die Frequenzen der ausgestrahlten Schwingungen, mit einem Empfänger aller ausgestrahlten Schwingungen und einer Addierschaltung zur additiven Vereinigung der empfangenen Schwingungen, mit einem Oszillator, dessen Phase in bezug auf mindestens eine der empfangenen Schwingungen verriegelt ist, so daß das Impulssignal auf der niedrigeren Frequenz hinsichtlich seiner Phase ebenfalls gegenüber der bzw. den empfangenen Schwingung(en) verriegelt ist, mit Phasenmeßvorrichtungen für die Phasendifferenz zwischen den empfangenen Schwingungen.

In einem Funknavigationssystem ist es im allgemeinen notwendig, jedes .abgestrahlte Signal möglichst voll auszunutzen und eine möglichst geringe Anzahl von Frequenzen zu verwenden. Es ist eine Senderkette im sogenannten Decca-Navigatorsystem bekannt, das als hyperbolisches Phasenvergleichssystem arbeitet und eine Hauptstation aufweist, die normalerweise Signale auf einer Frequenz 6/ abstrahlt, wobei / die Grundfrequenz des Systems ist und beispielsweise in der Größenordnung von 14 kHz liegen kann. In gewissem Abstand von der Hauptstation befinden sich drei Nebenstationen — »rote«:, »grüne« und »purpurne« Nebenstationen genannt —, die normalerweise Signale auf den Frequenzen 8/, 9/ und 5/ abstrahlen. Diese NormalabstrahTungen erfolgen von allen Stationen zugleich, wobei jede Station auf einer einzigen Frequenz abstrahlt. Ein Phasenvergleich am Ort eines beweglichen · Empfängers gestattet, Positionsinformationen zn gewinnen, die die Position des Empfängers definieren. Zu diesem Zweck werden die Linien gleicher Phase in drei sich schneidenden Scharen von Hyperbeln bestimmt, die durch den Ort des Empfängers gehen. Die rote Nebenstation strahlt normalerweise Signale auf der Frequenz 8/ aus. Die Signale dieser Frequenzen können mit denjenigen der Hauptstation verglichen werden, die eine Frequenz von 6/ haben, indem ein Phasenvergleich auf einer Frequenz, von 24/ erfolgt. In diesem Fall werden die Signale der roten Neben-Funkempfangseinrichtung für ein
Phasenvergleichs-Navigationssystem

Anmelder:

Decca Limited, London

Vertreter:

Dipl.-Ing. F. Weickmann,

Dipl.-Ing. H. Weickmann

und Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke, Patentanwälte,

8000 München, Möhlstr. 22

Als Erfinder benannt:

Donald Edward Bridges, London

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 17. Juli 1962 (27479)

Station mit dem Faktor drei multipliziert und die Signale der Hauptstation mit dem Faktor vier, um vergleichbare Signale auf der Frequenz 24/ zu gewinnen. Der Abstand der Stationen ist derart, daß bei der Vergleichsfrequenz von 24/ der Empfänger zwischen der roten Nebenstation und der Hauptstation ein Muster von Hyperbel-Positionslinien überquert, die vielen vollständigen Phasendurchlaufzyklen entsprechen. Eine Phasenwinkelbestimmung am Empfänger zwischen den 24/-Vergleichssignalen bestimmt allein die jeweilige Positionslinie gleicher Phase in einem Feld, das durch zwei Linien gleicher Phase begrenzt ist, welche einem vollständigen Phasendurchlaufzyklus entsprechen. Dieser Vergleich gestattet also nicht, das jeweilige Feld zu bestimmen, in dem sich der Empfänger befindet. Diese Mehrdeutigkeit wird normalerweise durch einen Zähler beseitigt, der die Anzahl der vollständigen Phasendurchlaufzyklen abzählt; tritt jedoch der Empfänger beispielsweise erst in den Erfassungsbereich des Funknavigationssystems ein, ohne seine exakte Position zu kennen, so kann der Zähler nicht richtig eingestellt werden. Es ist daher wünschenswert, Mittel zur Verfügung zu haben, mit denen das jeweilige Feld zu identifizieren ist. Dies kann geschehen, indem man ein Muster von Linien gleicher Phase verwendet, das durch eine wesentlich niedrigere effektive Vergleichsfrequenz definiert ist und dementsprechend viel

809 539/125

3 4

grober ist. Hierzu ist es zweckmäßig, von den Sende- restlichen Peldidentifizierüngsabstrahlungen. Die Feldstationen Signale abzustrahlen, die ein Muster von identifMerangsabstranlung&n der Hauptstation sind Linien gleicher Phase auf der Grundfrequenz liefern. auf dies Weise sofort dadurch zu erkennen, daß sie Hierzu können beispielsweise zwei Signale von der zuerst nach einer längeren Normalabstrahlungsperi-Hauptstation abgestrahlt werden, deren Differenzfre- 5 ode auftreten. Die Verbleibenden Feldidentifuziöquenz gleich der Grundfrequenz ist, also beispiels- rungsäbstrahhrngen können dutch die Reihenfolge weise Signale auf 6/ und 5/ und indem zwei Signale identifiziert werden, in der sie abgestrahlt werden,
auf anderen Frequenzen von einer Nebenstation ab- Um diese kurzfristigen Abstrahlungen für Feldgestrahlt werden, die ebenfalls eine Frequeüzdiff erenz identifizierungszwecke verwenden zu können, ist es hat, die gleich der Grundfrequenz ist, also z. B. Si- io notwendig, die Phase des Signals der Hauptstation zu gnale auf der Frequenz 8/ und 9f, so daß am Emp- speichern, bis die Abstrahlungen der verschiedenen fänger durch Vereinigung der beiden Signale der Feldidentifizierungssignale von den drei Neben-Hauptstation ein erstes Signal auf der Grundfrequenz Stationen erfolgt sind, so daß jedes Feldidentifiziezu gewinnen ist, das hinsichtlich seiner Phase mit rungssignal der Hauptstation, das gespeichert wurde, einem Signal gleicher Frequenz verglichen werden 15 verglichen werden kann; um die Phase hochfrequenter kann, das durch Vereinigung der beiden Signale ge- Schwingungen mit einer Genauigkeit eines Brucht&ils wonnen wurde, welche von der Nebenstation aufge- eines Phasengrades über viele Sekunden zu speichern, nommen wurden. typischerweise etwa 20 Sekunden lang, ist es nötig,

Wie bekannt ist, kann jedoch die Phase eines If- einen Kristalloszillator zu verwenden, der in einem Signals von einer Station besonders wirksam durch 20 thermostatisch gesteuerten Öfen untergebracht ist; Verwendung von drei oder mehr Frequenzen abge- das ist im allgemeinen zweckmäßig, wenn der Bmpstrahlt werden, die alle Harmonische der Grundfre- fänger von einem Flugzeug oder einem Schiff gequenz sind. Dies liegt daran, daß durch Verwendung tragen wird. Bekannt ist auch eine Anordnung, in der von drei oder mehr Frequenzen diejenigen Fehler, die der Empfänger je einen jeder Sendestation zügeorddurch unterschiedliche Aussendungsbedingungen her- 25 neten Oszillator hat, der auf der Frequenz schwingt, vorgerufen werden, etwa durch überatmosphärische die die Abstrahlung der jeweiligen Station hat Und Wellenleitung, wesentlich verringert werden, können. der in seiner Phase mit den von der jeweiligen Station In vielen Sendeketten des Decca-Navigatorsystems ist aufgenommenen Signalen während der Normälabes daher üblich, Abstrahlungen zur Feldidentifizie- Strahlungen fixiert wird. Dieser Oszillator bewahrt die rung vorzunehmen, indem die Normalabstrahlungen 30 Phase der aufgenommenen Nörmalabstrahlungen kurzperiodisch in folgender Folge unterbrochen während der kurzfristigen Unterbrechungen auf. Diese werden: In der ersten Unterbrechungsperiode werden Unterbrechungen können so kurzfristig gemacht die vier Frequenzen 5/, 6/, 8/ und 9/ alle simultan werden, daß ein Oszillator ohne weiteres die Phase von der Hauptstation in fester Phasenbeziehung zu- mit dem notwendigen Genauigkeitsgrad aufbewahren einander abgestrahlt, wobei die abgestrahlten Signale 35 kann, ohne daß er in einem thermostatisch gesteuerten hinsichtlich ihrer Phase auf die normale 6/-Abstrah- Ofen untergebracht Werden muß. Die Aüsgangslung dieser Station fixiert sind. Diese erste Unter- signale der verschiedenen Oszillatoren gelangen zu brechungsperiode währt, wie auch die änderen Unter- Untersetzern, die die Oszillatorfrequenzen bis zur brechungsperioden, nur einen Bruchteil einer Se- Grundfrequenz des Systems untersetzen; während der künde; dann folgt eine Periode normaler Abstrah- 40 Feldidentifizierungsabstrahlung der Stationen werden lung, die einige Sekunden wahrt, bevor die nächste multifrequente Signale aufgenommen und bekanntlich Unterbrechungsperiode beginnt, in der die vier Fre- derart vereinigt, daß ein Signal auf der Grundfreqüenz quenzen simultan in fester Phasenbeziehung zuein- entsteht, das während jeder Feldidentifizierungsäbaüder von der roten Nebenstation abgestrahlt werden. strahlung benützt wird, um den Untersetzer, der das Diese Signale sind dann in ihrer Phase gegenüber der 45 Ausgangssignal desjenigen Oszillators untersetzt_; der Normal-8/-Abstrahlung der roten Nebenstation der jeweiligen Station zugeordnet ist, zu markieren fixiert. Nach einer weiteren Nörmalabstrahlungsperi- (gewissermaßen einzukerben). Hat eiü Untersetzer ode über einige Sekunden werden alle vier Frequenzen beispielsweise ein 6 /-Signal auf eine Frequenz Von 1 / simultan von der grünen Nebenstation während einer zu untersetzen, so kann das Ausgangssignal des kurzen Periode abgestrahlt. Diese vier Frquenzen 5° Untersetzers bezüglich irgendeinem der sechs Zyklen stehen wiederum in fester Phasenbeziehung zuein- des Eingangs-6/-Signals in seiner Phase fixiert ander und sind in ihrer Phase gegenüber der Normal- werden. Es bestehen also sechs verschiedene Phasenabstrahlung fixiert. Dann folgt wiederum eine Peri- beziehungsmöglichkeiten Zwischen dem 1/-Aüsgängsode der Normalabstrahlung, die einige Sekunden signal des Untersetzers und seinem β /-Eingangssignal, währt, bevor alle vier Frequenzen simultan von der 55 Diese Mehrdeutigkeit kann jedoch aufgelöst werden, purpurnen Nebenstation abgestrahlt werden. Auch indem der Untersetzer in seiner Phase mit dem Ifdiese vier Signale stehen in fester Phasenbeziehung Signal fixiert wird, das wahrend der jeweiligen FeIdzueinander und sind in ihrer Phase zu den Normal- identinzierüngsabstrahhlng abgeleitet wird. Infolge abstrahlungen fixiert. Die kurz währenden Abstrah- dieser Anordnung liefert jeder der Oszillatoren ein hingen liefern die 1/-Signale für die Feldidentifizie- 60 1/-Signal, dessen Phase gegenüber den aufgenömrung; diese Abstrahlungen werden daher üblicher- menen Normalabstrahlungen der jeweiligen Stationen weise als Feldidentifizierungsabstrahlungen bezeich- fixiert ist und das in seiner Phase während der Feldnet. Die Feldidentifizierungsabstrahlungen der ver- identifizierungsabstrahlungen der jeweiligen Station schiedenen Stationen können identifiziert werden, in- richtig fixiert wird. Der Oszillator gewährleistet, daß dem ihre Zeitfolge kodiert wird. Bei einer besonders 65 die Phase während eines vollständigen Zyklus der einfachen Form einer Kodierung erfolgt eine längere Feldidentifizierungsabstrahlungen aufrechterhalten Periode von Normalabstrahlungen vor der Feldidenti- wird, trotz der Unterbrechungen der Normalabstrahfiäerungsabstrahlung der Hauptstation zwischen den hingen. Die !/-Signale dienen dann jeweils einmal'

S 6

in jedem Feldidentifizierungszyklus zur Überprüfung liefert eine Phasenwinkelkorrektur, die bequem so der richtigen Markierung des Untersetzers. Bei der verwertet werden kann, daß die Phasenmeßvorrichbekannten Anordnung wird das auf diese Weise von tung während der Abstrahlungen Null anzeigt. Zur dem der Hauptfrequenz zugeordneten Oszillator im Anzeige dient beispielsweise die mechanische Bewe-Empfänger abgeleitete Signal auf der Grundfrequenz 5 gung der Skala der Phasenmeßvorrichtung. Während in seiner Phase mit den Signalen auf der Grundfre- der Abstrahlungen einer anderen Station zeigt dann quenz verglichen, die von den anderen Oszillatoren die Phasenmeßvorriehtung direkt die Phasenbeziehung abgeleitet sind, um auf diese Weise Phasenwinkel- zwischen den multifrequenten Abstrahlungen dieser anzeigen in bezug zum Muster der Grundfrequenz zu Station und dem Signal des Oszillators an, und zwar erhalten. Dadurch wird dann die erwünschte Feld- io bezüglich des Phasenfehlers der vorangehenden Mesidentifizierung mittels der niedrigeren Frequenz be- sung korrigiert, also des Phasenfehlers zwischen dem werkstelligt. Die Feldidentifizierung erfolgt jedoch im Oszillatorausgangssignal und der multifrequenten AbGrunde genommen durch Vergleiche der Phasen von strahlung der ersten Station.

Abstrahlungen einer jeden Station auf einer einzigen In einem System, in dem die multifrequenten AbFrequenz, obwohl die Mehrdeutigkeiten, die durch 15 Strahlungen über kurze Perioden erfolgen, während diese Abstrahlungen hervorgerufen werden, durch der die Normalabstrahlungen auf einer Frequenz die multifrequenten Abstrahlungen aufgelöst werden. von jeder Station unterbrochen werden, ist zweck-Obwohl also bei dieser Anordnung das vereinigte mäßigerweise der Oszillator auf die Normalabstrahmultifrequente Signal ein I /-Ausgangssignal ergibt, lung einer Station bezüglich seiner Phase fixiert. Das das zu geringeren Fehlern führt, wenn überatmosphä» <so Ausgangssignal des Oszillators kann einem Unterrische Wellenleitungen Störung verursachen, so wird setzer zugeführt werden, der nach Maßgabe der jedoch diese verbesserte Phasengenauigkeit nur zur multifrequenten Abstrahlung dieser Station markiert Markierung der Untersetzer verwendet und nicht für ist, um Mehrdeutigkeiten im Ausgangssignal des die tatsächliche Phasenmessung zum Zweck der Feld- Untersetzers zu vermeiden. Das Ausgangssignal des identifizierung. 25 Untersetzers wird dann als Vergleiehssignal zum Ver-

Die Erfindung richtet sich auf eine weitere Aus- gleich des Ausgangssignals der Addierschaltung ver-

nutzung.der Abstrahlungen in einem solchen System, wendet. Hat jedoch der Phasenwinkelindikator eine

und zwar darauf, die effektiven Abstrahlungen auf verstellbare Nullage, so kann diese Verstellung wäll·-

der Frequenz 1/, die aus den multifrequeiiten Haupt- rend der Zeit der multifrequenten Abstrahlungen der-

identifizierungsabstrahlungen abgeleitet sind, zum 30 jenigen Station erfolgen, die die Signale dem Oszil-

Zweck der Feldidentifizierung zu verwenden. lator liefert, dessen Phase ihr gegenüber fixiert ist.

Ein erfindungsgemäßer Empfänger für ein Phasen- Dadurch erübrigt sich dann die Markierung des

Vergleichsnavigationssystem der eingangs genannten Untersetzers und auch die erforderliche Kompen-

Art ist gekennzeichnet durch eine weitere Phasenmeß- sation zur Korrektur eines Phasenfehlers zwischen

vorrichtung zur Bestimmung der Phasenbeziehung 35 dem Ausgangssignal des Oszillators und der multi-

zwischen dem Ausgangssignal des Oszillators und frequenten Abstrahlung derjenigen Station, die die Si-

dem Ausgangssignal der Addierschaltung. gnale abstrahlt, gegenüber denen die Phase des Öszil-

Durch diese Anordnung erfolgt eine Anzeige des lators fixiert ist.

Ausgangssignals nach Maßgabe eines Phasenver- In einem System mit vier Stationen, das auf den

gleiche zwischen den multifrequenten Signalen, wobei 40 Frequenzen 5/, 6f, Bf und 9/ arbeitet, liefert der Be-

jedes der Reihe nach mit dem Bezugsstandardsignal zugssignalgenerator alle vier Frequenzen. Zur Zufüh-

verglichen wird. rung eines Bezugssignals zum Empfänger dient zweck-

Vorzugsweise sind einstellbare Phasenschieber zur mäßig ein Impulsgenerator, der von einem der aufge-

Einstellung der relativen Phasen der der Addierschal- nommenen Signale gesteuert wird und dement-

tung zugeführten, aufgenommenen Signale vorge- 45 sprechend kurz dauernde Impulse auf der Grundfre-

sehen. Auch kann vorzugsweise ein Indikator zur An- quenz liefert. Jeder dieser Impulse enthält eine Reihe

zeige der Sptzenamplitude des Ausgangssignals der von Harmonischen der Folgefrequenz in fester

Addierschaltung vorgesehen sein. Phasenbeziehung zueinander. In einer Ausführungs-

Ein erfindungsgemäßer Empfänger wird in folgen- form der Erfindung für ein System mit vier Stationen,

der Weise benutzt: 50 das auf vier Frequenzen arbeitet, liegen die Phasen-

Das Bezugssignal wird der Eingangsschaltung und schieber in den Aufnahmekanälen der Signale der

den Phasenschiebern zugeführt. Die Phasenschieber roten, grünen und purpurnen Nebenstationen. Diese

liegen dabei zweckmäßig zwischen den Eingängen der Phasenschieber werden so eingestellt, daß, wenn das

Addierschaltüng und den Ausgängen der Eingangs- Bezugssignal der Eingangschaltung zugeführt wird,

schaltung. Die Phasenschieber werden so eingestellt, 55 Ausgangssignale mit Spitzenamplitude an den Indi-

daß sie dem Amplitudenindikator ein Ausgangssignal kator gegeben werden. Der Oszillator ist ein 6/-Öszil-

mit Spitzenamplitude liefern. Die Phasenverschie- lator; ihm ist ein Untersetzer nachgeschaltet, der die

bungen liegen dann so, daß alle Signale, wenn sie in 6 /-Frequenz auf die Frequenz 1 / herabsetzt. Der

Phase aufgenommen werden, auch in Phase zur Oszillator ist mit seiner Phase zu den Normalabstrah-

Addierschaltung kommen, Die Eingangsschaltung 60 lungen der Hauptstätion fixiert. Der Untersetzer wird

wird dann derart umgeschaltet, daß sie die von den durch die Feldidentifizierungsabstrahlungen der

Sendestationen abgestrahlten Signale aufnimmt. Wäh- Hauptstation markiert, wie dies bekannt ist. Ist der

rend der multifrequenten Abstrahlungen der ge- Empfänger auf diese Weise eingeregelt worden, so

nannten einen Station, die normalerweise die Haupt- wird er zurückgeschaltet, um die abgestrahlten Si-

station in einem Mehrstationensystem ist, zeigt die 65 gnale zu empfangen. Während der Feididentifizie-

Phasenmeßvorriehtung jede Phasendifferenz zwi- rungsabstrahlungen der Hauptstation wird die Phasen-

schen dem Ausgangssignal des Oszillators und der meßvorrichtung auf Null zurückgestellt. Zu diesem

Phase der multifrequenten Abstrahlung an. Dies Zweck wird das Ausgangssignal, das dem Phasen-

7 8

Winkelindikator während dieser Abstrahlungen züge- strahlen die Frequenz 8/, 9/ bzw. 5/ ab. Alle abgeführt wird, gespeichert eingefroren. Es ist üblich, Dis- strahlten Signale sind in ihrer Phase gegeneinander kriminatoren zu verwenden, welche Gleichspan- fixiert. Die Fundamentalfrequenz /, die normalerweise nungen liefern, die dem Sinus bzw. Kosinus des in Decca-Navigatorketten verwendet wird, liegt der-Phasenwinkels entsprechen. Diese Gleichspannungen 5 zeit etwa bei 14 kHz.

werden orthogonalen Spulen einer Stationsanord- Diese Normalabstrahlungen werden von einer Annung zugeführt, die mit einem Rotor versehen ist, tenne 10 aufgenommen, wie es in F i g. 3 dargestellt, welcher das Phasenwinkelmeßgerät betätigt. Zweck- ist. Nach Durchgang durch einen Schaltern, der mäßigerweise werden diese Sinus- und Kosinusspan- noch später beschrieben wird, gelangen die Normalnungen eingefroren, indem man sie Kondensatoren io abstrahlungen zu Verstärkern 15, 14 und 13, die auf zuführt, die die Spannungen während einer Periode die Frequenzen 8'/, 9/ bzw. 5/ abgestimmt sind. Die aufbewahren, die langer ist als die Feldidentifizie- abgestimmten Verstärker trennen die Signale unterrungsabstrahlung. Andere Möglichkeiten, die Phasen- schiedlicher Frequenz voneinander. Das Ausgangswinkelanzeige festzuhalten, sind dem Fachmann be- signal des 8/-Verstärkers 15 wird hinsichtlich seiner kannt. Zweckmäßigerweise weist das Meßgerät eine 15 Frequenz mit einem Faktor drei in einem Frequenzdrehbare Skala auf, die derart eingestellt wird, daß multiplikator 16 multipliziert, so daß ein 24 /-Signal die Anzeige auf der Skala während der Feldide.ntifi- gewonnen wird, das hinsichtlich seiner Phase mittels zierungsabstrahlungen der Hauptstation Null ist. eines Phasendiskriminators 17 mit einem anderen Si-Während der dann folgenden Abstrahlungen der drei gnal auf der Frequenz 24/ verglichen wird, welches Nebenstationen werden Signale auf der Grundfre- 20 durch Multiplikation des Ausgangssignals eines auf quenz von den multifrequenten Abstrahlungen abge- die Frequenz 6/ abgestimmten Verstärkers 12 mit leitet und dem Phasendiskriminator zugeführt, wo sie einem Faktor vier in einem Frequenzmultiplikator 18 mit dem Ausgangssignal des Untersetzers, der die gewonnen wurde. Das Ausgangssignal des Diskrimi-Fundamentalfrequenz hat, verglichen werden und aus nators 17 wird als Phasenwinkelanzeige von einem dem Vergleich die gewünschten Feldidentifizierungen 25 Indikator 19 angezeigt, der »roter« Indikator genannt in bezug zu der roten, der grünen und der purpurnen wird, da er die Phasenbeziehung zwischen den Si-Nebenstation bzw. in bezug zu dem roten, dem gnalen der roten Nebenstation und der Hauptstation grünen und dem purpurnen Muster während der drei anzeigt. Diese angezeigte Phasenbeziehung definiert jeweiligen Feldidentifizierungsabstrahlungen gewon- in bekannter Weise eine Hyperbelpositionslinie; diese nen werden. 3° Linie gehört zu einer Schar konfokaler Hyperbeln, in

Vorzugsweise sind Mittel vorgesehen, mit denen deren Brennpunkten die Hauptstation bzw. die rote die Amplituden der Ausgangssignale der verschie- Nebenstation steht. Diese beiden Stationen stehen denen Empfangskanäle aufeinander abgeglichen normalerweise so weit voneinander, daß bei der effekwerden können, bevor diese Ausgangssignale der tiven Vergleichsfrequenz viele vollständige Phasen-Addierschaltung zugeführt werden. Zu diesem Zweck 35 durchlaufszyklen auf dem Weg von der Haupt- zur können gesonderte Verstärkungsgradsteuerungen oder Nebenstation zu überqueren sind. Es ist daher üb-Dämpfungsglieder in den verschiedenen Kanälen an- lieh, neben einem Phasenwinkelindikator Zähler vorgeordnet sein. Falls gewünscht, kann auch eine selbst- zusehen, die die Anzahl der vollständigen Phasentätige Verstärkungsgradregelung für diesen Zweck durchlaufszyklen anzeigen.

verwendet werden. Die Verstärkungsgradsteuerungen 40 Die Signale der grünen Nebenstation G und der

oder die Dämpfungsglieder können gesondert einstell- Hauptstation M werden im Empfänger verglichen,

bar. sein, um ein einziges aufgenommenes Signal mit nachdem die 9/-Signale der grünen Nebenstation mit

Spitzenamplitude dem Indikator zuzuführen. Die ver- einem Faktor zwei in einem Frequenzmultiplikator 20

schiedenen einzelnen Signale liefern dann gleiche multipliziert wurden und die resultierenden 18/-Si-

Amplitudenanzeigen am Indikator. 45 gnale in einem Phasendiskriminator 21 mit 18 /-Si-

. Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich gnalen verglichen wurden, die durch Multiplikation

aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausfüh- der 6 /-Signale der Hauptstation mit einem Faktor

rungsbeispielen unter Hinweis auf die Figuren. drei in einem Frequenzmultiplikator 22 gewonnen

F i g. 1 zeigt schematisch eine typische Anordnung worden sind. Die Phasenwinkelinformation, die der

von Sendestationen für ein hyperbolisches Phasen- 50 Diskriminator 21 liefert, wird auf einem »grünen«

Vergleichsnavigationssystem; Indikator 23 abgebildet, der ähnlich dem Indikator 19

Fig. 2 zeigt schematisch die Abstrahlungsperioden den Phasenwinkel wiedergibt und die abgezählte

der verschiedenen Stationen auf den verschiedenen Summe der Phasendurchlaufzyklen. Der Indikator

Frequenzen; zeigt also eine Positionslinie in einer Schar konfo-

Fi g. 3 zeigt ein Blockschaltbild eines Empfängers 55 kaier Hyperbeln an, in deren Brennpunkten die

für das Sendersystem nach F i g. 1 und 2. Hauptstation und die grüne Nebenstation stehen.

In Fig. 1 sind vier SendestationenM, R, G und P In ähnlicher Weise werden die Signale der purdargestellt, die als Hauptstation (M) und rote, grüne purnen Nebenstation P und der Hauptstation M im bzw. purpurne Nebenstation bezeichnet werden. Die Empfänger durch Multiplikation der 5/-Signale des Lage dieser Stationen hängt von vielen Faktoren ab, ^6o Verstärkers 13 mit einem Faktor sechs in einem Freinsbesondere von den verwendeten Frequenzen und quenzmultiplikator 24 zur Erzeugung von 30 /-Sivon den Betriebserfordernissen des Navigations- gnalen bezüglich ihrer Phase in einem Diskriminator systems. Normalerweise strahlen diese Stationen je- 25 mit anderen Signalen der Frequenz 30/ verweils ein Signal ab; die verschiedenen Signale haben glichen, die durch Multiplikation der 6/-Signale des verschiedene Frequenzen; alle Frequenzen sind Har- ⁶5 Verstärkers 12 mit einem Faktor fünf in einem Fremonisehe einer Grund- oder Fundamentalfrequenz /. quenzmultiplikator26 gewonnen wurden. Die Phasen-Normalerweise strahlt die Hauptstation die Frequenz Winkelinformation, die der Phasendiskriminator 25 6/ ab, und die rote, grüne bzw. purpurne Station liefert, wird auf dem »purpurnen« Indikator 27

9 10

wiedergegeben, der neben dem Phasenwinkel die ab- Zyklus schließt sich ein längeres Intervall an, bevor gezählte Summe der überquerten Phasendurchlaufs- der Zyklus wieder beginnt. Daher ist es möglich, die zyklen anzeigt. Der Indikator 27 zeigt also eine verschiedenen multifrequenten Abstrahlungen zu Positionslinie in einer Schar konfokaler Hyperbeln identifizieren, da diejenige der Hauptstation nach an, in deren Brenpunkten die Hauptstation bzw. die 5 einem längeren Zwischenraum zum erstenmal wieder

purpurne Nebenstation stehen. auftritt und die Abstrahlungen der roten, grünen und

Die Ausbildung des Sende- und Empfangsgeräts, purpurnen Nebenstationen in der angegebenen wie sie bisher beschrieben wurde, ist unter dem Reihenfolge folgen. Zwischen der Normalabstrahlung Namen Decca-Navigatorsystem bekannt. Dieses und der multifrequenten Abstrahlung liegen kurze System gestattet eine sehr genaue Positionsbestim- io Unterbrechungen, die zu noch zu erläuternden Signamung; die mit Zählern versehenen Indikatoren be- lisierungszwecken ausgenutzt werden. Diese Unterheben Mehrdeutigkeiten auf Grund des Überquerens brechungen sind kurz im Vergleich zur Dauer der einer Vielzahl von Phasendurchlaufszyklen im hyper- multifrequenten Abstrahlung. Die multifrequenten bolischen Muster. In gewissen Fällen jedoch, bei- Abstrahlungen sind von so kurzer Dauer, daß sie spielsweise wenn erstmals in den Fassungsbereich 15 nicht die normale Wirkungsweise der Indikatoren 19, einer Kette von Sendestationen eingetreten wird, ist 23 und 27 nach F i g. 3 beeinflussen. Eine Mögliches erforderlich, die Zählerindikatoren einzustellen. keit, diese Abstrahlungen zu verwerten, ist bekannt. Die Phasenwinkelindikatoren geben selbsttätig ge- Die Erfindung befaßt sich damit, diese Abstrahlungen naue Informationen innerhalb der Phasendurchlaufs- wirkungsvoller zu Feldidentifizierungszwecken auszyklen; zur Bestimmung der Anzahl der Phasen- 20 zunutzen.

durchlaufszyklen, die an den Zählern einzustellen Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß die 6/-Signale des sind, muß jedoch eine grobe Positionsinformation Verstärkers 12 über einen normalerweise geschlosvorliegen. Da die Positionslinie innerhalb eines senen Kontakt eines Umschalters 30 einem 6 /-VerZyklus bekannt ist, ist es allein notwendig, das stärker 31 zugeführt werden, der an den Eingang Feld zwischen zwei Hyperbellinien zu identifizieren, 25 eines Phasendiskriminators 32 angeschlossen ist. Der das einem vollständigen Phasendurchlaufszyklus ent- andere Eingang dieses Diskriminators ist über einen spricht. Diese erforderliche zusätzliche Information Verstärker 34 an einen Kristalloszillator 33 angeist unter dem Namen »Feldidentifizierung« bekannt. schlossen. Dieser Oszillator ist auf die Frequenz 6/ Es gibt viele Möglichkeiten der Feldidentifizierung. abgestimmt. Der Phasendiskriminator 32 liefert Aus-Die Erfindung befaßt sich mit einer wirkungsvollen 30 gangssignale auf Leitungen 35 bzw. 36, die den Sinus Ausnutzung gewisser Ausstrahlungen, die in einer bzw. Kosinus des Phasenwinkels zwischen den beiden Anzahl von Decca-Navigatorketten zu Feldidentifizie- Eingangssignalen des Diskriminators repräsentieren, rungszwecken vorgenommen werden. Wie dies an Das Sinussignal gelangt auf der Leitung 35 über einen sich bekannt ist, ist es möglich, wenn Signale auf drei normalerweise geschlossenen Kontakt eines Schalters oder mehr verschiedenen, aber zu einer Grund- 35 37 an eine steuerbare Reaktanz 38, die ihrerseits die frequenz harmonischen Frequenzen, z.B. 5/, 6f, 8/ Frequenz des Oszillators 33 steuert. Das Signal auf und 9/, von einer Station ausgestrahlt werden, ein der Leitung 35 ist Null, wenn die Ausgangssignale effektives 1 /-Signal am Empfänger zu erhalten, in der Verstärker 31 und 34 in Phase sind. Diese Steuedem Phasenfehler auf Grund der Fortpflanzungsver- rung gewährleistet, daß das Ausgangssignal des Oszilhältnisse geringer sind als es der Fall sein würde, 40 lators zu den ausgenommenen 6/-Signalen, die vom wenn beispielsweise Frequenzen von 8 / und 9 / von Verstärker 31 abgegeben werden, also mit den Sieiner Station ausgestrahlt würden und im Empfänger gnalen des Verstärkers 12 in Phase gehalten werden, so gemischt würden, daß eine Frequenz 1 / entstünde. Der Oszillator 33 liefert jedoch ein kontinuierliches Aus diesem Grund werden die auf einer Frequenz er- 6/-Ausgangssignal auch in den Perioden der multifolgenden Normalabstrahlungen periodisch unter- 45 frequenten Abstrahlungen, während der, wie später brochen und Signale auf den Frequenzen 5/, 6/, 8/ erläutert wird, der Schalter 30 den Verstärker 31 von und 9/ von einer Station simultan abgestrahlt. Diese dem Verstärker 12 abschaltet und der Schalter 37 den Signale sind alle in ihren Phasen gegeneinander Regelkreis öffnet,
fixiert. Das 6/-Ausgangssignal des Oszillators 33 gelangt

F i g. 2 zeigt die zyklische Folge dieser Abstrah- 50 durch einen weiteren Verstärker 40 zu einem Unterlungen. In Fig. 2 erstreckt sich die Zeitskala von setzer41, der die 6/-Frequenz durch sechs dividiert, links nach rechts; die gestrichelten Felder mit den so daß ein 1/-Ausgangssignal gewonnen wird. Dieses Symbolen M, R, G und P deuten die Abstrahlungs- 1 /-Ausgangssignal gelangt über einen Verstärker 42 Perioden der Hauptstation, der roten Station, der zu einem Eingang eines weiteren Phasendiskrimigrünen Station bzw. der purpurnen Station an. Ein- 55 nators 43, wo es mit einem 1 /-Signal eines Verstärfache Strichelung deutet Abstrahlung auf einer ein- kers 44 verglichen wird. Das Eingangssignal des Verzigen Frequenz an, also für die Hauptstation auf der stärkers 44 wird aus den aufgenommenen Signalen in Frequenz 6/, für die rote Station auf Frequenz 8/, folgender Weise abgeleitet: Die Ausgangssignale der für die grüne Station auf Frequenz 9/ und für die vier auf die Frequenz 6/, 5/, 9/und 8/abgestimmten purpurne Station auf der Frequenz 5 /. Die Kreuz- 60 Verstärker 12, 13, 14 und 15 werden in einem Imstrichelung deutet Abstrahlung auf allen vier Fre- pulsformer45 vereinigt. Von Hand zu betätigende quenzen von einer Station an. Die multifrequente Ab- Phasenschieber 46, 47 und 48 gestatten es, die Phase strahlung von verschiedenen Stationen beginnt mit der dem Impulsformer 45 zugeführten 8/-, 9/- und der Hauptstation, worauf nach Zwischenräumen von 5/-Signale zu verschieben. Diese Phasenverschieber 2Va Sekunden die Abstrahlung der roten, der grünen 65 sind zweckmäßig nach Art von Goniometern aufge- und schließlich der purpurnen Nebenstationen er- baut. Die Eingangssignale werden mit um 90° gegenfolgt. Jede dieser Abstrahlungen währt nur einen einander versetzten Phasenkomponenten orthogonalen Bruchteil einer Sekunde. Am Ende eines dargestellten Statorspulen zugeführt. Diesen Statorspulen sind

11 12

Rotorspulen zugeordnet, die gedreht werden können beispiel einen Speicher 67, beispielsweise einen Kon- und an denen Ausgangssignale abgegriffen werden densator, der mittels eines Spitzenverstärkers bekönnen, die eine Phasenverschiebung in bezug zu dem laden wird, und ein ventilgesteuertes Voltmeter 68 jeweiligen Eingangssignal haben. Diese Phasenver- mit einem Indikator 69 zur Anzeige der Spannung Schiebung entspricht den Winkellagen der Rotoren. 5 im Speicher. Dieser Speicher bewahrt die Spannung Diese von Hand zu betätigenden Phasenschieber während der Zeitdauer zwischen aufeinanderfolgenwerden in noch zu beschreibender Weise so einge- den Spitzen des 1 /-Signals. Aus einem noch zu stellt, daß die vier dem Impulsformer 45 zugeführten erläuternden Grund hält der Speicher 67 tatsächlich Eingangssignal in die gewünschte Phasenbeziehung die Signale noch langer fest. Der Impulspegelindikazueinander gebracht werden, so daß, wenn die vier io tor wird zur Einstellung der vorgenannten Phasenaufgenommenen hochfrequenten Signale in Phase schieber 46, 47 und 48 verwendet. Hierzu wird in sind, so als wenn sie alle simultan von einer Station die abgestimmten Verstärker 12 bis 15 statt der aufabgestrahlt wären, ihre Vereinigung Ausgangsimpulse genommenen Radiosignale ein Bezugssignal eingeauf der Frequenz 1/ liefert. Der Impulsformer 45 führt. Das Bezugssignal kommt von einem Bezugsformt dieses 1 /-Ausgangssignal zu einem kurzen Im- 15 signalgenerator 70 und besteht aus kurzen Impulsen puls um und gibt diesen an einen Multiplikator49, mit der Folgefrequenz 1/. Diese Impulse enthalten der die Frequenz des Impulses mit einem Faktor eine Reihe von Harmonischen der Frequenz 1/ in sechs multipliziert, so daß man ein 6/-Signal an dem fester Phasenbeziehung zueinander. Um sicherzunormalerweise offenen Kontakt des Schalters 30 er- stellen, daß die Frequenz 1/ des Bezugssignalgenerahält. Diese Impulse von dem Impulsformer gelangen 20 tors genau die gleiche wie die Fundamentalfrequenz ferner an einen 1/-Selektor 50, der ein sinusförmiges der abgestrahlten Signale ist, wird diese Frequenz 1 /-Signal abgibt und damit den Verstärker 44 speist. vorzugsweise von einem der aufgenommenen Signale Von dem Ausgangssignal des Impulsformers 45 abgeleitet, beispielsweise von dem 6/-Signal der wird nur in den Perioden Gebrauch gemacht, in Hauptstation. Der genannte Schaltern dient dazu, denen die multifrequenten Signale abgestrahlt werden. 25 die Verstärker 12 bis 15 mit dem Bezugssignal-Aus diesem Grund ist ein Schaltersystem vorgesehen, generator 70 statt mit der Antenne 10 zu verbinden, das zyklisch im Zyklus der Abstrahlungen und syn- Der Schalter 11 wird von Hand betätigt; er dient chron mit diesen gesteuert wird. Es gibt viele Mög- nicht nur zur Ersteinstellung der Phasenschieber 46, lichkeiten, einen Schalter in einem Empfänger für 47 und 48, sondern auch zur Überprüfung der Indidiesen Zweck zu steuern; beispielsweise können hierzu 30 katorenl9, 23 und 27. Diese Indikatoren sollen alle sehr kurze Steuerimpulse von einer der Stationen den Phasenwinkel Null anzeigen, wenn den Verstärabgestrahlt werden, und zwar unter Verwendung kern 12 bis 15 das Bezugssignal zugeführt wird. Zur einer Frequenz, die nur sehr wenig verschieden von Einstellung der Phasenschieber 46, 47 und 48 wird der Normalfrequenz dieser Station ist, so daß die der Schalter 11 so gestellt, daß der Bezugssignal-Impulse vom Empfänger mittels eines geeignet ab- 35 generator 70 in Betrieb gesetzt wird; der Schalter 58 gestimmten Kreises ausgesondert werden können. wird ebenfalls von Hand geschlossen. Die drei Auch kann über eine sehr kurze Zeitdauer die Phase Phasenschieber 46, 47 und 48 werden dann einer der Normalabstrahlung einer Station umgedreht nach dem anderen so eingestellt, daß man an dem werden und die Phasenumdrehung verwertet werden. Indikator 66 ein Maximum ablesen kann. In dem Bei der Anordnung nach F i g. 3 erfolgt die Steuerung 40 dargestellten Ausführungsbeispiel haben die Verdes Schalters im Empfänger dadurch, daß die sehr stärker 12, 13, 14 und 15 eine automatische Verkurzen Unterbrechungen in den 6/-Signalen ver- Stärkungsregelung, die so eingestellt ist, daß die wertet werden. Hierzu ist in der Anordnung nach Amplituden der Ausgangssignale für alle vier Ver-FIg. 3 das Kosinusausgangssignal 36 des Diskrimi- stärker bei gleichen Eingangssignalen gleich sind, nators 32 herangezogen. Während der Normal- 45 Es können Einstellmittel für die Verstärkungsgrade, abstrahlungen hält die Regelung des Oszillators 33 z. B. Verstärker oder Dämpfer vorgesehen sein, wenn das Sinusausgangssignal 35 des Diskriminators 32 auf es hingegen gewünscht ist, die verschiedenen Verstär-NuIl; daher ist das Kosinusausgangssignal maximal. kungen von Hand einzustellen, um diese Gleichheit Jede Unterbrechung des vom Verstärker 31 auf- zu erzielen. Diese Einstellmittel werden in die vergenommenen 6/-Signals bewirkt, daß das Kosinus- 50 schiedenen Eingangsleitungen des Impulsformers 45 ausgangssignal abfällt. Dieser Vorgang wird von gelegt, und es werden .Schalter vorgesehen, so daß einem Unterbrechungsdetektor 55 bemerkt, der ein jeweils ein einziges Signal zu einer Zeit dem Indikator Schaltrelais 56 betätigt. Wie durch die gestrichelte 66 zuzuführen ist. Die Einstellmittel der Verstär-Linie 57 angedeutet, steuert das Schaltrelais 56 die kungsgrade können dann so für jedes der Signale genannten Schalter 30 und 37, so daß während aller 55 gesondert eingestellt werden, so daß sie jeweils den Unterbrechungen der Normalabstrahlungen der Indikator 66 auf die gleiche Ablesegröße bringen. Schalter 37 offen ist und damit den Regelkreis des Die Phasenschieber 46, 47 und 48 brauchen nonna-Oszillators 33 auftrennt und der Schalter 30 seine lerweise nur dann eingestellt zu werden, wenn die Schaltstellung wechselt, so daß ein 6/-Eingangssignal Einrichtung betriebsbereit gemacht werden soll. Der von dem Multiplikator 49 in den Verstärker 31 ge- 60 Schalter 58 liegt so, daß die Impulse der multilangt. Während der multifrequenten Abstrahlungen frequenten Abstrahlungen dem Impulsbilderindikader verschiedenen Stationen schließt das Schaltrelais tor 66 durch ihn zugeführt werden können. Liegen überdies noch weitere Kontakte 58 bis 62. keine relativen Phasenverschiebungen zwischen den

Das 1/-Ausgangssignal des Impulsformers 45 ge- aufgenommenen Signalen unterschiedlicher Frequenz langt über einen Verstärker 65 zum Schaltkontakt 58. 65 vor, so soll der Indikator 66 die gleichen Spitzen-Ist dieser Kontakt geschlossen, so gelangt es zu pegelablesungen liefern wie vordem, als die Eineinem Impulsspitzenindikator 66. Dieser Spitzen- stellung unter Verwendung des Bezugssignalgeneraindikator enthält in dem dargestellten Ausführungs- tors erfolgte. Liegen irgendwelche relativen Phasen-

13 14

verschiebungen vor, fällt der angezeigte Pegel ab, jeweils in einen Sektor von 60° zeigt und dadurch woraus man einen Hinweis auf die Fortpflanzungs- den jeweiligen Arm des Zeigers 85, der zur Ablesung Verhältnisse der aufgenommenen Signale gewinnt. benutzt wird, hervorhebt.

Der Speicher 67 hält die Signale von einer multi- Das mit zwei Indikatoren 74 und 82 mittels Fre-

frequenten Abstrahlung zur nächsten fest. 5 quenzen 1/ und 6/ arbeitende Anzeigesystem ge-

Der Phasendiskriminator 43, der die 1/-Signale stattet eine eindeutige 1/-Anzeige mit der größeren der Verstärker 42 und 44 vergleicht, liefert Sinus- Empfindlichkeit des 6/-Vergleichs. In der einfachsten und Kosinusgleichspannungsausgangssignale, die über Ausführungsform der Erfindung braucht nur der die Schalter 59 und 60 Speichern 72 und 73 zugeführt Indikator 74 verwendet zu werden,
werden, z. B. Kondensatoren, die diese Signale von io Die Vorrichtung nach F i g. 3 wird in folgender einer multifrequenten Abstrahlung zur nächsten auf- Weise benutzt: Zur Inbetriebnahme werden die bewahren. Der durch die gespeicherte Information Phasenschieber 46, 47 und 48 in der beschriebenen repräsentierte Phasenwinkel wird von einem Phasen- Weise so eingestellt, daß man eine Spitzenablesung winkelindikator74 angezeigt, der durch Verstärker am Indikator66 erhält. Dann wird der Schaltern 75 und 76 gespeiste, orthogonale Statorspulen hat. 15 so gestellt, daß die von der Antenne 10 aufgenom-Die Speiseströme sind proportional zu den gespei- menen Radiosignale den Verstärkern 12, 13, 14 cherten Spannungen. Der Indikator 74 weist ferner und IS zugeführt werden. Die Indikatoren 19, 23 einen Rotor, z. B. einen Permanentmagneten auf, der und 27 liefern genaue Positionsanzeigen in der beeinen Zeiger 77 trägt; dieser Zeiger 77 nimmt eine kannten Weise. Während der multifrequenten Ab-Winkelstellung an, die dem Winkel entspricht, der 20 strahlung betätigt das Schaltrelais 56 die verschiedurch die Sinus- und Kosinusausgangssignale des denen Schalter derart, daß die Indikatoren 74 und 82 Diskriminators 43 repräsentiert wird. Der Indikator während jeder multifrequenten Abstrahlung die 74 weist eine drehbare Skala 78 auf, die zur Einstel- Phasenbeziehung des 1 /-Signals vom Impulsformer lung der Nullage des Indikators in noch zu beschrei- 45 und dem Ausgangssignal des Oszillators 33 anbender Weise gedreht werden kann. 25 zeigen. Die Phasenwinkelindikatoren werden in

Die Sinus- und Kosinusausgangssignale des Dis- zyklischer Folge auf die verschiedenen Phasenwinkel kriminators 32, der die 6/-Signale vergleicht, gelan- eingestellt und halten diese fest, bis der nächste gen über Schalter 61 und 62 zu Speichern 80 und 81, anzuzeigen ist. Die multifrequenten Signale der die die ihnen eingegebenen Informationen während Hauptstation sind ohne weiteres dadurch zu identider Dauer zwischen aufeinanderfolgenden Phasen- 30 fizieren, daß sie jeweils die ersten in einer zyklischen winkelanzeigen festhalten. Der Phasenwinkel wird Folge nach einem längeren Zwischenraum sind, durch einen Indikator 82 angezeigt, der von den Werden diese Signale aufgenommen, so wird die Verstärkern 83 und 84 gespeiste Statorspulen hat. Skala 78 gedreht, bis die Phasenwinkelanzeige Null Diese Statorspulen werden mit Strömen gespeist, die ist. Dies bedeutet, daß der später angezeigte Phasenproportional zu den Spannungen in den Speichern 80 35 winkel in Beziehung zur Phase der 1 /-Signale des und 81 sind. Ein in dem Indikator vorgesehener Impulsformers 45 während der multifrequenten AbRotor trägt einen Zeiger 85. strahlung der Hauptstation steht. Diese Abstrahlung

Um einen besseren Überblick zu erhalten, sind in wird benutzt, um irgendeine Phasendifferenz zwischen Fig. 3 die Indikatoren 74 und 82 als gesonderte den 6/-Hauptsignalen, denen gegenüber die Phase Indikatoren dargestellt. Es ist jedoch zweckmäßig, 40 des Oszillators 40 fixiert ist, und den Phasen der diese beiden Indikatoren zu vereinigen, so daß also 1/-Impulse für die Hauptstation zu korrigieren, die Zeiger koaxial gelagert sind und sich über eine Während der folgenden multifrequenten Abstrahlung einzige Skala 78 bewegen. Der !/-Indikator 74 liefert der roten, grünen und purpurnen Station werden die während jeder multifrequenten Abstrahlung der 1/-Impulse des Impulsformers 45 mit dem Ausgangsroten; der grünen und der purpurnen Station eine 45 signal des Oszillators verglichen. Die Einstellung der eindeutige Positionslinienanzeige in dem jeweiligen Skala korrigiert jedoch jede Differenz zwischen dem Muster durch Vergleich der 1/-Impulse des Impuls- Ausgangssignal des Oszillators und den 1/-Impulsen formers 45 mit den 1 /-Signalen des Untersetzers 41, der Hauptstation, so daß effektiv die 1 /-Impulse der der das Ausgangssignal des Oszillators 33, dessen Nebenstation mit den 1/-Impulsen der Hauptstation Phase gegenüber den Hauptabstrahlungen fixiert ist, 5° verglichen werden. Irgendwelche Änderungen der untersetzt. Die Speicher 72 und 73 halten die Anzeige Phasenbeziehungen auf Grund sich ändernder Fortnach Beendigung jeder multifrequenten Abstrahlung pflanzungsbedingungen erfolgen ziemlich langsam, bis zur nächsten multifrequenten Abstrahlung fest. Da die Skaleneinstellung des Indikators 74 einige Der Indikator 82 liefert während jeder multifrequen- Sekunden vor den Abstrahlungen der Nebenstationen ten Abstrahlung der roten, grünen und purpurnen 55 vorgenommen wird, sind solche Änderungen prak-Station Positionslinieninformationen durch Vergleich tisch unbedeutend.

der 6 /-Signale. Die höhere Vergleichfrequenz liefert Der Untersetzer 41 ist in dem beschriebenen Auseine größere Empfindlichkeit, führt jedoch eine führungsbeispiel nicht markiert (gekerbt). Das sechsfache Mehrdeutigkeit dadurch ein, daß ein bei 1/-Signal des Untersetzers kann daher sechs verder 6/-Frequenz gemessener Phasenwinkel zu irgend- 60 schiedene Phasenzustände haben, da ein Zyklus des einer von sechs verschiedenen Positionen innerhalb 1/-Signals in seiner Phase gegenüber irgendeinem eines 1 /-Zyklus passen kann. Der 1 /-Vergleich wird der sechs Zyklen des 6 /-Ausgangsignals des Oszilladaher nur dazu benutzt, die Mehrdeutigkeit der tors 33 fixiert sein kann. Dies spielt jedoch keine 6/-Anzeige aufzulösen. Aus diesem Grund wird der Rolle, da die Drehung der Skala 78 jede Mehrdeutig-6 /-Zeiger 85 über ein 6 : !-Untersetzungsgetriebe an- 65 keit in dem 1 /-Signal beim Vergleich mit dem getrieben, und er weist einen sechsarmigen Zeiger auf, 1 /-Signal des Impulsformers 45 während der multidessen Arme gleiche Winkelabstände zueinander frequenten Abstrahlungen der Hauptstation korrigiert, haben. Der Zeiger 77 ist ein Sektorindikator, der Ist der Untersetzer 41 in einem anderen Phasen-

zustand fixiert, so wird die Skala 78 in die entsprechende Stellung gedreht, bis die richtige Nullablesung vorliegt. Ist ein Untersetzer normal in Betrieb, so bleibt er in dem markierten Zustand, in den er bei Inbetriebnahme eingestellt wurde. Eine Rückstellung der Skala 78 ist normalerweise nur dann notwendig, wenn Änderungen der Fortpflanzungsbedingungen Änderungen der Phasenfehlerkorrekturen bewirken, die zur Kompensation von Phasendifferenzen des Ausgangssignals des Oszillators und der 1 /-Signale der multifrequenten Abstrahlungen der Hauptstation erforderlich sind. Es ist jedoch ohne weiteres möglich, den Untersetzer 41 durch die 1 /-Signale des Impulsformers 45 während der multifrequenten Abstrahlungen der Hauptstation markieren zu lassen, indem man geeignete Schaltmittel sieht, die die entsprechenden Markierungssignale dem Untersetzer zuführen.

Nachdem die Skala 74 einmal eingestellt worden ist, hat der Benutzer allein zu überprüfen, daß die Phasenwinkelanzeige noch Null ist. Wenn die multifrequenten Signale der Hauptstation aufgenommen werden, dann liest er die der roten, grünen bzw. purpurnen Station zugeordneten Anzeigen in der angegebenen Reihenfolge ab, wenn immer diese benötigt werden. Diese Daten werden normalerweise nur zur Rückstellung der Zähler an den Indikatoren 19, 23 und 27 benötigt und gelegentlich zur Überprüfung der Einstellung der Zähler. Der Indikator 66 liefert einen Hinweis, in welchem Ausmaß Fort-Pflanzungsbedingungen unterschiedliche Phasenverschiebungen für unterschiedlich-frequente Signale zur Folge hat; unter sehr ungünstigen Umständen ermittelt man dadurch einen Hinweis auf die Vertrauenswürdigkeit der Information, die die Phasenwinkelindikatoren liefern.

Fehler auf Grund von sogenannten Raumwellensignalen ändern sich in der Regel recht langsam. Der Oszillator 33 braucht allein einen Vergleichsstandard während der zyklischen Folge der Abstrah- lungen aufrechtzuerhalten. Jeder Phasenfehler auf Grund von Raumwellensignalen auf der Frequenz, der gegenüber die Phase des Oszillators fixiert ist, ist ohne Bedeutung, vorausgesetzt, daß der Fehler sich nicht während einer Zyklusperiode der Ab-Strahlungen ändert. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird das Signal auf der Grundfrequenz, das aus den multifrequenten Abstrahlungen aller Nebenstationen abgeleitet ist, mit dem Oszillatorausgangssignal verglichen und der gewonnene Phasenwinkel nach Maßgabe des gemessenen Phasenfehlers zwischen dem Ausgangssignal des Oszillators und den multifrequenten Abstrahlungen derjenigen Station, gegenüber der der Oszillator synchronisiert ist, korrigiert. Durch die Erfindung gewinnt man, wie die Praxis erwiesen hat, eine beträchtliche Verbesserung bezüglich der Stabilität des Feldidentifizierungsmusters bei großen Entfernungen, bei denen es möglich ist, daß das Signal ganz oder teilweise in Form von Raumwellensignalen empfangen wird. Diese Verbesserung gewinnt man insbesondere gegenüber dem obengenannten bekannten System.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Funkempfangseinrichtung für ein Phasenvergleichs-Navigationssystem, in dem Schwingungen auf drei oder mehr verschiedenen, aber zu einer Grundfrequenz harmonischen, in fester Phasenbeziehung zueinander stehenden Frequenzen von mehreren Stationen derart ausgestrahlt werden, daß alle Stationen gleichzeitig, aber verschieden frequent senden und daß jede Station alle Frequenzen nacheinander sendet, wobei die Frequenzen der ausgestrahlten Schwingungen so gewählt sind, daß diese bei Überlagerung ein Impulssignal von einer Frequenz ergeben, die niedriger liegt als die Frequenzen der ausgestrahlten Schwingungen, mit einem Empfänger aller ausgestrahlten Schwingungen und einer Addierschaltung zur additiven Vereinigung der empfangenen Schwingungen, mit einem Oszillator, dessen Phase in bezug auf mindestens eine der empfangenen Schwingungen verriegelt ist, so daß das Impulssignal auf der niedrigeren Frequenz hinsichtlich seiner Phase ebenfalls gegenüber der bzw. den empfangenen Schwingung(en) verriegelt ist, mit Phasenmeßvorrichtungen für die Phasendifferenz zwischen den empfangenen Schwingungen, gekennzeichnet durch eine weitere Phasenmeßvorrichtung (32, 43, 74, 82) zur Bestimmung der Phasenbeziehung zwischen dem Ausgangssignal des Oszillators (33, 41) und dem-Ausgangssignal der Addierschaltung (45).

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einstellbare Phasenschieber (46, 47,48) zur Einstellung der relativen Phase der der Addierschaltung (45) zugeführten aufgenommenen Schwingungen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Indikator (66) zur Anzeige der Spitzenamplitude des Ausgangssignals der Addierschaltung (45).

4. Einrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verriegelung des Oszillators (33) bezüglich seiner Phase gegenüber der von einer Station ausgestrahlten Schwingung eine an sich bekannte Schaltung (30, 31, 32, 37, 38, 34) zur Synchronisierung des Oszillators gegenüber mehreren von dieser Station ausgestrahlten Schwingungen vorgesehen ist, so daß das Ausgangssignal des Oszillators auf der genannten niedrigeren Frequenz hinsichtlich seiner Phase festliegt.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenmeßvorrichtung (32,43) einen Phasenwinkelindikator (74, 82) betreibt, dessen Phasenwinkel während der Aussendung derjenigen Schwingungen, gegenüber denen der Oszillator (33, 41) in seiner Phase fixiert ist, auf Null zu stellen ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasenwinkelindikator (74, 82) eine Statoranordnung mit orthogonalen Spulen aufweist, denen den Sinus bzw. den Kosinus des Phasenwinkels repräsentierende Signale zugeführt werden, die die Stellung eines Rotors steuern, der einen über eine Skala (78) bewegbaren Zeiger (77, 85) trägt, wobei die Skala zur Einstellung der Nullage drehbar ist.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Speicher (72, 73, 80, 81) für die von der Phasenmeßvorrichtung (32, 43) gelieferten Phasenwinkelinforma-

tionen bis zur nächsten multifrequenten Abstrahlung.

8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Schaltung zum gegenseitigen Abgleichen der Amplitude der aufgenommenen Schwingungen unterschiedlicher

Frequenz, bevor diese der Addierschaltung (45) zugeführt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 765 573.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

809 539/125 4.68 ® Bundesdruckerei Berlin