DE1591512C3

DE1591512C3 - Funkortungssystem

Info

Publication number: DE1591512C3
Application number: DE1591512A
Authority: DE
Inventors: Etienne Chatenay-Malabry Hauts-De-Seine Honore; Emile Paris Torcheux
Original assignee: Societe dEtude et dApplication des Techniques Nouvelles NeoTec
Current assignee: Societe dEtude et dApplication des Techniques Nouvelles NeoTec
Priority date: 1965-09-21
Filing date: 1967-07-08
Publication date: 1979-05-03
Also published as: BE686503A; DE1541580A1; BE700063A; US3452357A; NL156244B; NL6613137A; NL6710231A; DE1591512A1; GB1161798A; GB1164518A; US3392389A; DE1541580B2; FR90671E; DE1591512B2

Description

Gegenstand des Hauptpatents ist ein Funkortuhgssystem mit zwei ortsfesten Sendestellen, von denen jede zwei in einem ersten bzw. in einem zweiten Frequenzkanal liegende Frequenzen aussendet, wobei die beiden im ersten Frequenzkanal liegenden Sendefrequenzen der beiden Sendestellen und die beiden im zweiten Frequenzkänal liegenden Sendefrequehzen der beiden Sendestellen sich jeweils um die gleiche niederfrequente Differenzfrequenz unterscheiden, und mit einer Empfangsstelle mit zwei Empfängsschaltungen, welche die beiden Sendefrequenzen des ersten Frequenzkanals bzw. die beiden Frequenzen des zweiten Frequenzkanals empfangen und daraus durch Überlagerung jeweils eine Spannung mit der Differenzfrequenz bilden, wobei zur Bestimmung einer Standlinie der Empfangsstelle die Phasendifferenz zwischen den beiden so erhaltenen Differenzfrequenzen ermittelt wird.

Gemäß dem Anspruch 1 des Hauptpatents ist das Funkortungssystem gekennzeichnet durch einen an der Empfangsstelle angeordneten steuerbaren Oszillator, der eine Schwingung erzeugt, deren Frequenz gleich der Differenzfrequenz ist, einer Phasenmeßanordnung, welche die Phasendifferenz zwischen der Oszillatorschwingung und der Ausgangsspannung wenigstens einer der Empfangsschaltungen mißt und nach Division durch einen das Verhältnis der Sendefrequenzen zu dem Frequenzabstand der beiden Frequenzkanäle ausdrückenden Faktor einen Phasendifferenz-Meßwert liefert, der für die Bestimmung der Standlinie verwendet wird, eine Frequenz- und Phasenregelanordnung für den steuerbaren Oszillator mit einem Phasendiskriminator, der die Ausgangsspannung der einen Empfangsschaltung direkt und die Ausgangsspannung der anderen Empfangsschaltung über einen einstellbaren Phasenschieber empfängt und dessen Ausgang eine Steuerspannung zu dem Steuereingang des Oszillators liefert, und eine Anordnung, die die Phasenverschiebung des einstellbaren Phasenschiebers dauernd auf den von der Phasenmeßanordnung abgegebenen Phasendifferenz-Meßwert einstellt

Wie in der Beschreibung des Hauptpatents ausführlich erläutert ist, ergibt diese Ausbildung des Funkortungssystems eine größere Genauigkeit und Zuverlässigkeit der im Empfänger durchgeführten Messungen im Vergleich zu Funkortungssystemen bekannter Art

Eine im Anspruch 2 des Hauptpatents angegebene Weiterbildung des Funkortungssystems besteht darin, daß die Phasenmeßanordnung einen zweiten Phasendiskriminator enthält, der am einen Eingang die Ausgangsspannung der einen Empfangsschaltung über einen zweiten einstellbaren Phasenschieber und am anderen Eingang die Schwingung des Oszillators empfängt, daß die Ausgangsspannung des zweiten Phasendiskriminators die Phasenverschiebung des zweiten Phasenschiebers im Sinne einer Beseitigung dieser Ausgangsspannung steuert und zur Einstellung des ersten Phasenschiebers auf eine durch den Divisionsfaktor dividierte Phasenverschiebung dient, und daß die beim Abgleich erhaltene Einstellung des ersten Phasenschiebers als Maß für den Phasendiff erenzmeßwert benutzt wird. bo ,,. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das den Gegenstand des Hauptpatents bildende. Funkortungssystem so weiterzubilden, daß es einerseits auch bei einem Ausfall eines der beiden Sendekanäle wenigstens vorübergehend weiterarbeiten kann, und andererseits auch dann anwendbar ist, wenn die ortsfesten Sendestellen zur Erzielung unterschiedlicher Meßempfindlichkeiten mehr als zwei Paare von Sendefrequenzen aussenden. ■ ^: ■ ■' ■■·:■■■· Λΐ.·(.Ί;ν;ΐ:;

Bei einem Funkortungssystem nach Anspruch-^ -dös Hauptpatents wird das Weiterarbeiten bei ieinem Ausfall eines der Sendekanäle nach der Erfindung dadurch erreicht, daß der zweite einstellbare Phasenschieber in die Verbindung zwischen dem Ausgang des Oszillators und dem entsprechenden Eingang des zweiten Phasendiskriminators eingefügt ist, und daß ein Umschalter den anderen Eingang des zweiten Phasendiskriminators wahlweise mit dem Ausgang der einen Empfangsschaltung oder mit dem Ausgang des ersten Phasenschiebers verbindet

Bei dieser Ausführungsform des Funkortungssystems ist im normalen Betrieb der Umschalter so eingestellt, daß der andere Eingang des zweiten Phasendiskriminators mit dem Ausgang der einen Empfangsschaltung verbunden ist In diesem Fall arbeitet das System in der im Hauptpatent angegebenen Weise. Wenn jedoch der erste Sendekanal ausfällt, kann der Umschalter in die andere Stellung gebracht werden, so daß der andere Eingang des zweiten Phasendiskriminators mit dem Ausgang des ersten Phasenschiebers verbunden ist. Dadurch wird der zweite Phasendiskriminator weiterhin richtig gespeist, wobei lediglich die Ausgangsspannung des zweiten Kanals an die Stelle der Ausgangsspannung des ersten Kanals getreten ist. Diese Hilfsmaßnahme ist durch das Vorhandensein des Oszillators in der Empfangsstelle möglich.

Ein Betrieb mit wahlweise einstellbaren unterschiedlichen Empfindlichkeiten wird bei einem Funkortungssystem, bei welchem die Sendestellen weitere Frequenzen zur Grobortung aussenden, dadurch erhalten, daß die Empfangsstelle weitere Empfangsschaltungen aufweist, welche jeweils zwei in einem weiteren Frequenzkanal liegende Sendefrequenzen empfangen und daraus durch Überlagerung jeweils eine Spannung mit der Differenzfrequenz bilden, daß dem Ausgang jeder weiteren Empfangsschaltung ein weiterer einstellbarer Phasenschieber nachgeschaltet ist daß die Phasenverschiebungen aufeinanderfolgender Phasenschieber in einem festen Verhältnis zueinander stehen, und daß eine Umschaltanordnung vorgesehen ist, die den einen Eingang des ersten Phasendiskriminators wahlweise mit dem Ausgang eines der einstellbaren Phasenschieber verbindet

Wenn bei dieser Ausgestaltung die Umschaltanordnung so eingestellt ist, daß der erste Phasendiskriminator mit dem Ausgang des der zweiten Empfangsanordnung nachgeschalteten Phasenschiebers verbunden ist, arbeitet das Funkortungssystem mit der größten Empfindlichkeit Wenn dagegen durch Betätigen der Umschaltänordnung der Eingang des ersten Phasendiskriminators mit dem der dritten Empfangsschaltung nachgeschalteten Phasenschieber verbunden wird, wird die Empfindlichkeit entsprechend dem Verhältnis der Phasenverschiebungen verringert, bei Einstellung auf den der vierten Empfangsschaltung nachgeschalteten Phasenschieber im Quadrat dieses Verhältnisses usw. Es ist dadurch möglich, durch Betätigung des Umschalters zunächst eine Grobeinstellung und dann eine immer feinere Einstellung vorzunehmen.

Auch bei dieser Ausgestaltung des Funkortungssystems ist es möglich, einen vorübergehenden Betrieb beim Ausfall eines oder mehrerer der Kanäle zu ermöglichen. Dies geschieht gemäß einer Weiterbildung der Erfindung (dadurch, daß der eine Eingang des zweiten Phasendiskriminators über eine Umschaltanordnung wahlweise mit dem Ausgang der ersten

Empfangsanordnung und mit dem Ausgang eines der den -übrigen Empfangsschaltungen nachgeschalteten Phasenschiebers verbindbar ist. :v ■
;: Die Erfindung · wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigt .·..;

F i g. 1 eine andere Ausführungsform des in F r g. 1 des Hauptpatents dargestellten Empfängers,

F i g. 2 ein bekanntes Funkortungssystem, bei dem die Erfindung anwendbar ist,

Fig.3 die erfindungsgemäße Änderung eines Teils des Funkortungssystems von F i g. 2,

F i g. 4 die erfindungsgemäße Änderung eines anderen Teils des Funkortungssystems von F i g. 2 und

F i g. 5 eine andere Ausführungsform der Anordnung von F i g. 3.

Fig. 1 zeigt, wie der in Fig. 1 des Hauptpatents dargestellte Empfänger abgeändert wird, damit er auch bei einem Ausfall eines der beiden Sendekanäle weiterarbeiten kann. Der Empfänger enthält die herkömmlichen Empfangsschaltungen 1 und 2, welche an ihren Ausgängen die Schwebungsspannungen F\ — F2 = /für den ersten Kanal I bzw. F3—F4=/für den Kanal II liefern. Der Empfänger enthält ferner einen stabilen örtlichen Oszillator 3, dessen Ausgangsfrequenz durch die Wirkung einer über die Leitung 4 zugeführten Steuerspannung derart geregelt wird, daß sie gleich der Frequenz / ist, und einen Servomotor 6, der zwei drehbare Phasenschieber 5 und 10 steuert, wobei der Phasenschieber 5 direkt von der Welle des Servomotors 6 angetrieben wird und eine Phasenverschiebung N · φ erzeugt, während der Phasenschieber 10 über ein Untersetzungsgetriebe 9 mit dem Untersetzungsverhältnis N: 1 angetrieben wird, das den Wert

F₁-F₃

hat Der Servomotor 6 wird durch die Ausgangsspannung eines Phasendiskriminators 7 gesteuert, und die Leitung 4 ist an den Ausgang eines Phasendiskriminators 11 angeschlossen, der an einem Eingang die Ausgangsspannung der Empfangsschaltung 1 und am anderen Eingang die vom Phasenschieber 10 um den Betrag —φ phasenverschobene Ausgangsspannung der Empfangsschaltung 2 empfängt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 des Hauptpatents ist der Phasenschieber 5 zwischen den Ausgang der Empfangsschaltung 1 und den ersten Eingang des Phasendiskriminators 7 eingefügt Bei der vorliegenden Abänderung liegt der Phasenschieber 5 zwischen dem Ausgang des Oszillators 3 und dem zweiten Eingang des Phasendiskriminators 7. Dadurch wird für das Ergebnis nichts geändert wobei natürlich vorausgesetzt wird, daß das Vorzeichen der von dem Phasenschieber 5 erzeugten Phasenverschiebung geändert wird. Man erhält also das gleiche Ergebnis wie bei der Anordnung nach dem Hauptpatent jedoch ist es bei dieser Ausführungsform möglich, den ersten Eingang des Phasendiskriminators 7 über einen Umschalter 31 entweder mit dem Ausgang der Empfangsschaltung 1 (Kanal I) zu verbinden oder mit dem Ausgang des Phasenschiebers 10, der dem Kanal II zugeordnet ist Dies ergibt den Vorteil, daß das System wenigstens kurzzeitig auch dann arbeiten kann, wenn der Kanal I keine Spannung liefert, d. h. wenn keine Spannung am Ausgang der Empgangsschaltung 1 vorhanden ist In diesem Fall wird nämlich der Phasendiskriminator 7 weiterhin richtig gespeist, und zwar einerseits vom Ausgang der Empfangsschaltung 2 über den Phasenschieber 10 und andererseits vom Ausgang des Oszillators 3 über den Phasenschieber S, so daß der Servomotor 6 richtig arbeitet Dagegen stellt die Ausgangsspannung des zweiten Phasendiskriminators 11 nichts mehr dar, wenn die Ausgangsspannung der Empfangsschaltung 1 fehlt Um zu verhindern, daß in diesem Fall der Oszillator 3 unrichtig verstimmt wird, ist es günstig, die Verbindung 4 zwischen dem Phasendiskriminator 11 und dem Oszillator 3 zu unterbrechen,

ι ο beispielsweise mit Hilfe eines Schalters 32.

Demzufolge empfängt im normalen Betrieb der Phasendiskriminator 7 einerseits die Ausgangsspannung des Oszillators 3 über den Phasenschieber 5 und andererseits die Ausgangsspannung der Empfangsschaltung 1, während der Phasendiskriminator 11 einerseits die Ausgangsspannung der Empfangsschaltung 1 und andererseits die Ausgangsspannung der Empfangsschaltung 2 über den Phasenschieber 10 empfängt
Wenn der Motor 6 stillsteht hat sich der Phasenschieber 5 um einen solchen Winkel gedreht daß seine Ausgangsspannung in Phase mit der dem anderen Eingang des Phasendiskriminators 7 zugeführten Ausgangsspannung der Empfangsschaltung 1 ist Die Winkelstellung der Welle des Phasenschiebers 10 ist dann ein Maß für die gesuchte Phasenverschiebung φ.

Wenn die Spannung des Kanals I ausfällt oder wenn es kurzzeitig erwünscht ist, diese Spannung nicht zu verwenden, werden die Schalter 31 und 32 betätigt Der Oszillator 3 hält dann seine Frequenz infolge seiner Eigenstabilität konstant und der Phasendiskriminator 7 empfängt einerseits die Ausgangsspannung des Oszillators 3 über den Phasenschieber 5 und andererseits die Ausgangsspannung der Empfangsschaltung 2 über den Phasenschieber 10. Da beim normalen Betrieb die Spannungen am Ausgang der Empfangsschaltung 1 und des Phasenschiebers 10 praktisch gleichphasig sind, wird für den Betrieb des Systems nichts geändert, wenn der erste Eingang des Phasendiskriminators 7 wahlweise vom Ausgang der Empfangsschaltung 1 oder vom Ausgang des Phasenschiebers 10 gespeist wird.

Da ferner der Ausgang des Phasendiskriminators 11 die Aufgabe hat, über die Verbindung 4 den Oszillator 3 so zu steuern, daß dessen Frequenz dauernd gleich dem Wert /ist, und da dieser Oszillator konstruktionsgemäß sehr stabil ist ist es möglich, die Verbindung 4 für eine bestimmte Zeit zu unterbrechen, ohne daß der Oszillator 3 merklich verstimmt wird; demzufolge bleibt die von dem Phasenschieber 10 durchgeführte Messung während dieser Periode gültig.

Wenn dagegen die Spannung des zweiten Kanals ausfällt genügt es natürlich, einfach die Verbindung 4 durch den Schalter 32 zu unterbrechen, während der Phasendiskriminator 7 weiterhin vom Ausgang der Empfangsschaltung 1 gespeist wird, um das gleiche Ergebnis wie zuvor zu erhalten.

Die an Hand von F i g. 1 erläuterte Maßnahme kann auch bei einem Funkortungssystem angewendet werden, das die Durchführung der Messungen mit unterschiedlichen Empfindlichkeiten unter Verwendung von nur zwei Sendern ermöglicht, von denen jeder mehr als zwei Frequenzen aussendet

In F i g. 2 ist eine bekannte Anordnung dieser Art dargestellt bei der vier Frequenzpaare angewendet werden.

Diese Anordnung enthält einen Sender 101, der vier ungedämpfte Wellen mit den Frequenzen Fs, F& F₇, F₈ aussendet Zu diesem Zweck enthält der Sender vier Generatoren: Der Generator 110 liefert die Frequenz

F₅, der Generator 111 die Frequenz F₆, der Generator 112 die Frequenz F? und der Generator 113 die Frequenz Fe. Diese Generatoren speisen einen gemeinsamen Leistungsverstärker 118, an den eine Sendeantenne 120 angeschlossen ist Ein an einer anderen Stelle liegender zweiter Sender 102 strahlt gleichfalls vier ungedämpfte Wellen mit den Frequenzen Fs, Fy₀, Fu, F_]2 aus. Er enthält vier Generatoren, von denen der Generator 114 die Frequenz F% der Generator 115 die Frequenz Fio, der Generator 116 die Frequenz Fn und der Generator 117 die Frequenz F12 liefern. Diese vier Generatoren speisen gleichfalls einen gemeinsamen Leistungsverstärker 119, an den eine Sendeantenne 121 angeschlossen ist

Bekanntlich werden bei einer solchen Anlage die Werte der acht Frequenzen so gewählt, daß die Schwebungsfrequenzen F₉-Fs=Zi, Fw- Fe=4 Fn- Fi=& F12—Fe=A den gleichen Wert / haben, und daß außerdem die relativen Phasen dieser Schwebungen an einem bestimmten Ort zeitlich unveränderlich und gleich bekannten Konstanten sind.

Die Gesamtheit der vier Frequenzen Fs₁Fe₁Fs und Fio bildet eine Frequenzgruppe, die in der im Hauptpatent beschriebenen Weise eine erste Phasenverschiebungsmessung ermöglicht, welche im allgemeinen die Feinmessung darstellt d.h. die Messung mit großer Empfindlichkeit Diese Empfindlichkeit kann beispielsweise durch den Wert

30

gekennzeichnet sein, wobei V die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Wellen bezeichnet

Bekanntlich ergibt die Messung der Phasenverschiebung zwischen den Frequenzen f\ und /3 ein Maß für die mittlere Empfindlichkeit die beispielsweise im Verhältnis k zu der Empfindlichkeit der Feinmessung steht wobei Jt durch die folgende Gleichung definiert ist

— F₉ — Ύ^ιο —

40

In gleicher Weise ergibt die Messung der Phasenverschiebung zwischen den Frequenzen i\ und U ein Maß für die Grobempfindlichkeit, und zu diesem Zweck wird im allgemeinen folgende Beziehung gewählt:

Fm- F₉ = _f(F₁₀-F₉).

50

Um zu erreichen, daß die Schwebungsfrequenzen die vorgegebenen Bedingungen erfüllen, ist ein Kontrollempfänger 103 an einem anderen Ort als die beiden Sender 101 und 102 angeordnet, beispielsweise in einem geringen Abstand von dem Sender 102. Dieser Kontrollempfänger empfängt über seine Antenne 122 die acht Frequenzen, die von den Sendern 101 und 102 ausgesendet werden. Aus diesen acht Frequenzen werden in einem Empfangsteil 132 nach Verstärkung in einem Verstärker 123 die vier Schwebungsfrequenzen f\, h, h, U gewonnen. Dies geschieht mit Hilfe von Filtern 124,125,126,127 und von Detektoren 128,129,130,131, die an ihrem Ausgang die Schwebungsfrequenzen abgeben und zu einer Phasenvergleichsanordnung 133 es liefern. Die von den Detektoren 128 und 129 abgegebenen Spannungen werden einem Phasenkomparator 134 zugeführt, welcher den Generator 115 so steuert daß dieser eine solche Frequenz liefert, daß diese bei Überlagerung mit der vom Generator 11 gelieferten Frequenz die gleiche Schwebungsfrequenz wie die Überlagerung zwischen den Frequenzen der Generatoren HO und 114 mit phasenstarrer Synchronisierung ergibt In gleicher Weise empfängt ein Phasenkomparator 135 die von den Detektoren 128 und 130 stammenden Spannungen, und er wirkt auf den Generator 116 so ein, daß dessen Frequenz bei Überlagerung mit der Frequenz des Generators 112 die gleiche Schwebungsfrequenz wie die Überlagerung zwischen den Frequenzen der Generatoren 110 und 114 ergibt wiederum mit phasenstarrer Synchronisierung. Schließlich wirkt der von den Detektoren 128 und 131 gespeiste Phasenkomparator 136 auf den Generator 117 so ein, daß ein entsprechendes Ergebnis erhalten wird.

Der bewegliche Empfänger 104, der an dem Ort angebracht ist, dessen Lage bestimmt werden soll, enthält eine Antenne 140, welche die von den Sendern 101 und 102 ausgestrahlten Wellen empfängt Die entsprechenden Spannungen werden einer Empfangsanordnung 141 zugeführt, die vier Empfangsschaltungen 105,106, 107, 108 enthält, die an ihren Ausgängen die Spannungen mit den vier Schwebungsfrequenzen /1,& 4 U abgeben, wobei die Spannung mit der Frequenz /_t am Ausgang der Empfangsschaltung 105 erscheint

Die Spannung mit der Frequenz f\ wird dem ersten Eingang eines Phasendiskriminators 151 zugeführt, der einen Servomotor 143 steuert mit dessen Welle Phasenschieber 144, 145 und 146 verbunden sind, die beispielsweise als drehbare Phasenschieber ausgeführt sind. Zwischen die Phasenschieber 144 und 145 ist ein Untersetzungsgetriebe 148 eingefügt, dessen Untersetzungsverhältnis den Wert k hat, und zwischen die Phasenschieber 145 und 146 ist ein weiteres Untersetzungsgetriebe 149 eingefügt, dessen Untersetzungsverhältnis gleichfalls den Wert k hat Die Eingänge der Phasenschieber 144, 145, 146 sind mit den Ausgängen der Empfangsschaltungen 106, 107 bzw. 108 der Empfangsanordnung 141 verbunden, und die von den Phasenschiebern 144, 145 und 146 abgegebenen phasenverschobenen Spannungen werden den drei Kontakten eines Umschalters 150 mit drei Stellungen zugeführt dessen beweglicher Kontaktarm mit dem zweiten Eingang des Phasendiskriminators 151 verbunden ist Wenn der Umschalter 150 den Phasendiskriminator 151 mit dem Phasenschieber 144 verbindet, hat man die feine Empfindlichkeit, wenn der Umschalter 150 den Phasendiskriminator 151 mit dem Phasenschieber 145 verbindet, hat man die mittlere Empfindlichkeit, und wenn der Umschalter 150 den Phasendiskriminator 151 mit dem Phasenschieber 146 verbindet, hat man die grobe Empfindlichkeit

Dies bedeutet genauer: Wenn der Phasendiskriminator 151 mit dem Phasenschieber 146 verbunden ist, wird die Abtriebswelle des Servomotors 143 grob eingestellt Dann wird diese Stellung dadurch verbessert, daß man anschließend den Phasendiskriminator 151 mit dem Phasenschieber 145 verbindet, und schließlich erfolgt die Feineinstellung dadurch, daß der Phasendiskrimininator 151 mit dem Phasenschieber 144 verbunden wird

Die Anwendung des an Hand von Fig. 1 erläuterten Prinzips auf das Funkortungssystem von F i g. 2 besteht darin, daß auf der Empfangsseite der Empfänger 104 entsprechend der Schaltung von Fig.3 geändert wird. Man erkennt in F i g. 3 wieder die Antenne 140 und die Empfangsanordnung 141 mit den vier Empfangtschaltungen 105,106,107,108, welche die vier Schwebungs-

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frequenzen ft bis U abgeben, wobei die Frequenz f\ am Ausgang der Empfangsschaltung 105 erscheint Ferner sind die Phasenschieber 144, 145, 146, die Untersetzungsgetriebe 148 und 149, der Umschalter 150 und die Phasenvergleichsschaltung 151 dargestellt ^{s :}

Gegenüber der Darstellung von F i g. 2 ist ein stabiler Generator 160 hinzugefügt der eine Frequenz liefert die dem gemeinsamen Wert /der vier Schwebungsfrequenzen /i bis U gleich ist wobei die Frequenz dieses Generators dauernd mit einer großen Zeitkonstante von der Ausgangsspannung der Phasenvergleichsschaltung 151 über die Verbindung 164 geregelt wird. Ferner ist ein drehbarer Phasenschieber 161 mit der Welle des Servomotors 143 verbunden, und zwischen den Servomotor 143 und den Phasenschieber 144 ist ein is Untersetzungsgetriebe 147 eingefügt Schließlich ist ein zweiter Phasendiskriminator 162 vorgesehen, von dem ein Enigsmg an den Ausgang der Empfangsschaltung 105 angeschlossen ist während der andere Eingang fiber den Phasenschieber 161 mit dem Generator 160 verbunden ist Die Steuerung des Servomotors 143 erfolgt nun durch die Ausgangsspannung dieses zweiten Phasendiskriminators 162 über die Verbindung 163.

Es ist unmittelbar zu erkennen: Wenn der U nschalter

150 den zweiten Eingang des Phasendiskrimin?tors 151 mit dem Phasenschieber 144 verbindet ist die Schaltung identisch mit der Schaltung von Fig. 1, wobei die Empfangsschaltung 105 der Empfangsschaltung 1 und die Empfangsschaltung 106 der Empfangsschaltung 2 entspricht Wenn der Umschalter 150 der Phasendiskriminator

151 mit dem Phasenschieber 145 verbindet erhält man einen analogen Betrieb, jedoch ist die Empfindlichkeit der Regelung des Generators 160 im Verhältnis k verringert Wenn schließlich der Phasendiskriminator 151 mit dem Phasenschieber 146 verbunden ist, ist diese Empfindlichkeit im Verhältnis k² verringert Dabei tritt die Empfangsschaltung 107 bzw. die Empfangsschaltung 108 an die Stelle der Empfangsschaltung 2 von F i g. 1.

Natürlich könnte der Phasenschieber 161, anstatt an den Ausgang des Generators 160 angeschlossen zu sein, auch wie beim Hauptpatent vom Ausgang der Empfangsschaltung 105 gespeist werden, vorausgesetzt daß das Vorzeichen der erzeugten Phasenverschiebung umgekehrt wird; jedoch muß der erste Eingang des Phasenkomparator 151 stets direkt vom Ausgang der Empfangsschaltung 105 gespeist werden.

Ferner ist es erwünscht daß die Schwebungsfrequenz sehr stabil ist; dies führt dazu, daß der Kontrollempfänger 103 von Fig.2 in der in Fig.4 gezeigten Weise verändert wird. Man erkennt in Fig.4 wieder den Sender 102, der nicht verändert ist sowie den von der Antenne 122 gespeisten Kontrollempfänger 103. Die vorgenommene Veränderung besteht darin, daß ein Niederfrequenzgenerator 175 hinzugefügt ist der eine hochstabilisierte Frequenz des Wertes /liefert, und daß die Phasenvergleichsanordnung 133 vier Phasenkomparatoren 176, 177, 178 und 179 enthält die an ihren zweiten Eingängen die von dem Generator 175 gelieferte Spannung empfangen, während den ersten Eingängen dieser vier Phasenkomparatoren die vier vom Empfangsteil 130 gelieferten Schwebungsfrequenzen zugeführt werden. Der Phasenkomparator 176 regelt die Frequenz des Generators 114 über die Verbindung 171. In gleicher Weise wird der Generator 115 Ober die Verbindung 172 vom Phasenkomparator 177 geregelt der Generator 116 über die Verbindung 173 vom Phasenkomparator 178, und schließlich der Generator 117 über die Verbindung 174 vom Phasenkomparator 179. Diese Verbindungen gewährleisten somit daß die Werte der vier Schwebungsfrequenzen ständig gleich der vom Generator 175 gelieferten Frequenz sind, sowie die phasenstarre Synchronisierung der vier Schwebungsfrequenzen.

Schließlich zeigt F i g. 5 eine von mehreren möglichen Abänderungen des beweglichen Empfängers von Fig.3. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen von F i g. 3 nur durch das Vorhandensein von drei Umschaltern 180,181 und 182, weiche den einzigen Umschalter 150 von Fig.3 ersetzen. Der Umschalter 180 ermöglicht es, den zweiten Eingang des Phasendiskriminators 162 entweder mit dem die Frequenz /1 liefernden Ausgang der Empfangsschaltung 105 oder mit dem die Frequenz h liefernden Phasenschieber 144 oder mit dem die Frequenz h liefernden Phasenschieber 145 oder mit dem die Frequenz U liefernden Phasenschieber 146 zu verbinden..

In gleicher Weise ermöglicht es der Umschalter 181, den ersten Eingang des Phasendiskriminators 151 entweder mit dem Ausgang der Empfangsschaltung 105 oder mit dem Phasenschieber 144 oder mit dem Phasenschieber 145 oder mit dem Phasenschieber 146 zu verbinden. Schließlich ermöglicht es der Umschalter 182, den zweiten Eingang des Phasendiskriminators 151 entweder mit dem Ausgang der Empfangsschaltung 105 oder mit dem Phasenschieber 144 oder mit dem Phasenschieber 145 oder mit dem Phasenschieber 146 zu verbinden.

Die Rolle des Umschalters 180 ist mit derjenigen des Umschalters 31 von Fig. 1 vergleichbar; er ermöglicht es insbesondere, die vom Ausgang der Empfangsschaltung 105 gelieferte Spannung bei deren Ausfall durch irgendeine der Ausgangsspannungen der Phasenschieber 144,145 oder 146 zu ersetzen. Die Umschalter 181, 182 müssen stets auf verschiedene Ausgänge eingestellt sein. Ihre Aufgabe ist mit derjenigen des Umschalters 150 von Fig.3 in dem Sinne vergleichbar, daß sie es ermöglichen, für die Regelung des Oszillators 160 ein beliebiges Paar der vier Schwebungsfrequenzen auszuwählen, die gegebenenfalls durch die Phasenschieber 144,145,146 phasenverschoben sind. Dies ist besonders dann vorteilhaft wenn eine oder zwei Schwebungsfrequenzen vorübergehend ausfallen.

Natürlich ist es wie im Fall von F i g. 1 möglich, durch einen Schalter 183 die Verbindung 164 zu unterbrechen, über weiche der Ausgang des Phasendiskriminators 151 auf den Oszillator 160 einwirkt falls drei der vier Schwebungsfrequenzen ausfallen, so daß die Ausgangsspannung des Phasendiskriminators 151 dann keinen Sinn mehr hat Dabei ist der Umschalter 180 dann so eingestellt, daß der zweite Eingang des Phasendiskriminators 162 die letzte empfangene Schwebungsfrequenz erhält die gegebenenfalls durch einen der Phasenschieber 144,145 und 146 phasenverschoben ist

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Funkortungssystem mit zwei ortsfesten Sendestellen, von denen jede zwei in einem ersten bzw. in einem zweiten Frequenzkanal liegende Frequenzen aussendet, wobei die beiden im ersten Frequenzkanal liegenden Sendefrequenzen der beiden Sendestellen und die beiden im zweiten Frequenzkanal liegenden Sendefrequenzen der beiden Sendestellen Ό sich jeweils um die gleiche niederfrequente Differenzfrequenz unterscheiden, und mit einer Empfangsstelle mit zwei Empfangsschaltungen, welche die beiden Sendefrequenzen des ersten Frequenzkanals bzw. die beiden Frequenzen des zweiten Frequenzkanals empfangen und daraus durch Überlagerung jeweils eine Spannung mit der Differenzfrequenz bilden, wobei zur Bestimmung einer Standlinie der Empfangsstelle die Phasendifferenz zwischen den beiden so erhaltenen Differenzfrequenzen ermittelt wird, mit einem an der Empfangsstelle angeordneten steuerbaren Oszillator, der eine Schwingung erzeugt, deren Frequenz gleich der Differenzfrequenz ist, einer Phasenmeßanordnung, welche die Phasendifferenz zwischen der Oszillatorschwingung und der Ausgangsspannung wenigstens einer der Empfangsschaltungen mißt und nach Division durch einen das Verhältnis der Sendefrequenzen zu dem Frequenzabstand der beiden Frequenzkanäle ausdrückenden Faktor einen ω Phasendifferenz-Meßwert liefert, der für die Bestimmung der Standlinie verwendet wird, einer Frequenz- und Phasenregelanordnung für den steuerbaren Oszillator mit einem Phasendiskriminator, der die Ausgangsspannung der einen Empfangsschaltung direkt und die Ausgangsspannung der anderen Empfangsschaltung über einen einstellbaren Phasenschieber empfängt und dessen Ausgang eine Steuerspannung zu dem Steuereingang des Oszillators liefert, und mit einer Anordnung, die die Phasenverschiebung des einstellbaren Phasenschiebers dauernd auf den von der Phasenmeßanordnung abgegebenen Phasendifferenz-Meßwert einstellt, wobei die Phasenmeßanordnung einen zweiten Phasendiskriminator enthält, der am einen Eingang die Ausgangsspannung der einen Empfangsschaltung und am anderen Eingang die Schwingung des Oszillators empfängt, wobei einem der beiden Eingänge ein zweiter einstellbarer Phasenschieber vorgeschaltet ist und die Ausgangsspannung des w zweiten Phasendiskriminators die Phasenverschiebung des zweiten Phasenschiebers im Sinne einer Beseitigung dieser Ausgangsspannung steuert und zur Einstellung des ersten Phasenschiebers auf eine durch den Divisionsfaktor dividierte Phasenver-Schiebung dient, und wobei die beim Abgleich erhaltene Einstellung des ersten Phasenschiebers als Maß für den Phasendifferenz-Meßwert benutzt wird, nach Patent 15 41 580, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite einstellbare Phasenschieber (5) in die Verbindung zwischen dem Ausgang des Oszillators (3) und dem entsprechenden Eingang des zweiten Phasendiskriminators (7) eingefügt ist, und daß ein Umschalter (31) den anderen Eingang des zweiten Phasendiskriminators (7) wahlweise mit dem Ausgang der einen Empfangsschaltung (1) oder mit dem Ausgang des ersten Phasenschiebers (10) verbindet.

2. Funkortungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbindung zwischen dem Ausgang des ersten Phasendiskriminators (11) und dem Steuereingang (4) des Oszillators ein Schalter (32) liegt.

3. Funkortungssystem nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem die Sendestellen weitere Frequenzen zur Grobortung aussenden, wobei die beiden jeweils im gleichen Frequenzkanal liegenden Sendefrequenzen der beiden Sendestellen sich jeweils um die gleiche niederfrequente Differenzfrequenz unterscheiden, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsstelle weitere Empfangsschaltungen (107, 108) aufweist, welche jeweils zwei in einem weiteren Frequenzkanal liegende Sendefrequenzen empfangen und daraus durch Überlagerung jeweils eine Spannung mit der Differenzfrequenz bilden, daß dem Ausgang jeder weiteren Empfangsschaltung (107, 108) ein weiterer einstellbarer Phasenschieber (145, 146) nachgeschaltet ist, daß die Phasenverschiebungen aufeinanderfolgender Phasenschieber (106,107,108) in einem festen Verhältnis (k) zueinander stehen, und daß eine Umschaltanordnung (150) vorgesehen ist, die den einen Eingang des ersten Phasendiskriminators (151) wahlweise mit dem Ausgang eines der einstellbaren Phasenschieber (144,145,146) verbindet.

4. Funkortungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Eingang des ersten Phasendiskriminators (151) über eine eigene Umschaltanordnung (181, 182) wahlweise mit dem Ausgang der ersten Empfangsschaltung (105) oder mit dem Ausgang eines der den übrigen Empfangsschaltungen (106, 107, 108) nachgeschalteten Phasenschiebers (144,145,146) verbindbar ist.

5. Funkortungssystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Eingang des zweiten Phasendiskriminators (162) über eine Umschaltanordnung (180) wahlweise mit dem Ausgang der ersten Empfangsanordnung (105) oder mit dem Ausgang eines der den übrigen Empfangsschaltungen (106, 107, 108) nachgeschalteten Phasenschiebers (144,145,146) verbindbar ist.

6. Funkortzungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß einer (102) der beiden Sendestationen (101,102) eine Kontrollempfangsstation (103) zugeordnet ist, die eine Empfangsschaltung (130) enthält, welche die jeweils im gleichen Sendekanal liegenden Paare von Empfangsfrequenzen der beiden Sendestationen empfängt und für jedes Paar die Differenzfrequenz (f) bildet, daß die Kontrollempfangsstation (103) einen hochstabilisierten Generator (175) enthält, der eine der Differenzfrequenz (f) entsprechende Frequenz erzeugt, daß die Kontrollempfangsstation (103) Phasenvergleichsschaltungen (176, 177, 178, 179) enthält, welche jeweils eines der von der Empfangsschaltung (130) abgegebenen Ausgangssignale mit der Differenzfrequenz (f) und das Ausgangssignal des hochstabilisierten Generators (175) empfangen, und daß das Ausgangssignal jeder Phasenvergleichsschaltung (176,177,178,179) den die entsprechende Frequenz erzeugenden Generator (114, 115, 116, 117) der zweiten Sendestation (102) im Sinne einer Beseitigung bestehender Frequenz- und Phasendifferenzen regelt