DE1591628B1 - Elektronisches goniometer zur erzeugung von rolierenden richtdiagrammen bei funknevigations sendeanlagen - Google Patents
Elektronisches goniometer zur erzeugung von rolierenden richtdiagrammen bei funknevigations sendeanlagenInfo
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Description
1 2
Bei den als Drehfunkfeuer in der Funknavigation daß die Summe der Spannungen oder Leistungen
bekannten, der Azimutbestimmung dienenden Navi- konstant ist. Eine solche Goniometeranordnung kann
gationsanlagen, z. B. TACAN, VOR usw. wird sende- also als ein Spannungsteiler betrachtet werden, dessen
seitig ein rotierendes Richtdiagramm (Mehrblatt- Teilerbetrag an dem Ausgang A1 sin cot und am
diagramm, Cardioide, Doppelkreisdiagramm, Fächer 5 Ausgang A2 cos cot ist, wobei ω — 2π/ bedeutet; das
usw.) ausgesendet, das empfangsseitig eine Modulation Teilerverhältnis ν ist somit ν = tg on. Jede Abweichung
der Hochfrequenzenergie hervorbringt. Die durch des Teilerverhältnisses ν von der Tangensfunktion — sei
Demodulation gewonnene Richtspannung ergibt, in es, daß die Phasenverschiebung der Modulationsspan-
der Phase verglichen mit einem vom Funkfeuer ausge- nung (/) nicht exakt 90° ist oder daß auf Grund un-
sendeten Bezugssignal, in bekannter Weise den io gleichen Arbeitens der Modulatoren die Werte der
Azimut. Die Rotation der Richtdiagramme wird bei Ausgangsspannungen nicht völlig gleich sind — wirkt
Sendeanlagen mit mechanischen Mitteln bewirkt, sich als Fehler für das richtungsabhängige Signal, d. h.
indem entweder das Antennensystem selbst (VOR- auf die Messung des Azimutes aus. Von besonderer
System) oder ein Teil desselben (TACAN-System) Bedeutung sind daher die an die Modulatoren zu
gedreht wird, oder indem mittels eines Goniometers 15 stellenden Forderungen hinsichtlich der zeitlichen
(kapazitiv oder induktiv) feststehende Antennen ge- Konstanz ihres Arbeitens, weil die Umsetzung in den
speist werden (VOR-System, Consol-System). Auf Modulatoren nach Betrag und Phase zeitlich konstant
jeden Fall sind immer ein mechanisch gedrehtes Glied erfolgen muß.
und Antriebsmittel (Motor) notwendig, und die Rota- Es ist aber bekannt, daß es völlig gleiche elektro-
tion muß äußerst konstant sein, was in der Praxis 20 nische Bauteile in Halbleitertechnik, die bei den
einen erheblichen Aufwand erfordert. Weitere Nach- Modulatoren Verwendung finden sollen, nicht gibt,
teile derartiger Systeme sind der hohe Leistungsbedarf daß sie unterschiedlichen Temperaturgang haben und M
für den Antrieb, seine ständig erforderliche Wartung durch Alterung verschiedene Werte annehmen. Das ™
und die verhältnismäßig geringe Lebensdauer wegen gilt insbesondere bei der für die besondere Aufgabe
des mechanischen Verschleißes. 25 zu stellende Forderung, daß die abzugebende Leistung
Aufgabe der Erfindung ist es, rotierende Rieht- einige Watt betragen soll.
diagramme, wie sie in Funknavigationsanlagen ange- Bei der Lösung dieser Aufgabe wird zunächst von
wendet werden, mit rein elektronischen Mitteln zu der Erkenntnis ausgegangen, daß für eine optimale
erzeugen. Realisierung eines elektronischen Goniometers die
Ein elektronisches Äquivalent für einen rotierenden 30 Modulationsvorgänge von der Erzeugung der zur
Dipol gibt es nicht, wohl aber für ein Goniometer. Es Speisung der feststehenden Antennen benötigten
ist bekannt, im Prinzip ein Goniometer durch zwei Leistung von einigen Watt zu trennen sind.
Gegentaktmodulatoren (symmetrische Modulatoren) Unter diesem Gesichtspunkt sind zum Aufbau zu ersetzen, in denen die Hochfrequenz mit zwei um eines konstanten Modulators Halbleiterdioden besser 90° phasenverschobenen niederfrequenten Wechsel- 35 geeignet als Transistoren, weil sie als Zweipol ohne spannungen moduliert wird. Von derartigen Arord- Verstärkung wesentlich konstantere Eigenschaften nungen ist in der Peiltechnik vielfach Gebrauch ge- haben. Dioden erlauben den Aufbau von Modulamacht worden. Im Prinzip lassen sich derartige Modu- toren auf der Grundlage von gesteuerten reellen latoren auch für die Senderseite anwenden, jedoch Widerständen, wenn man auf die unmittelbare Abgabe ist eine praktische Ausführung in dieser einfachen 40 der gewünschten Leistung verzichtet und bei kleinem Form (F i g. 1) wegen der erforderlichen Konstanz Pegel und verhältnismäßig großen Verlusten arder Phase der mit einigen Watt Leistung auszusenden- beitet.
Gegentaktmodulatoren (symmetrische Modulatoren) Unter diesem Gesichtspunkt sind zum Aufbau zu ersetzen, in denen die Hochfrequenz mit zwei um eines konstanten Modulators Halbleiterdioden besser 90° phasenverschobenen niederfrequenten Wechsel- 35 geeignet als Transistoren, weil sie als Zweipol ohne spannungen moduliert wird. Von derartigen Arord- Verstärkung wesentlich konstantere Eigenschaften nungen ist in der Peiltechnik vielfach Gebrauch ge- haben. Dioden erlauben den Aufbau von Modulamacht worden. Im Prinzip lassen sich derartige Modu- toren auf der Grundlage von gesteuerten reellen latoren auch für die Senderseite anwenden, jedoch Widerständen, wenn man auf die unmittelbare Abgabe ist eine praktische Ausführung in dieser einfachen 40 der gewünschten Leistung verzichtet und bei kleinem Form (F i g. 1) wegen der erforderlichen Konstanz Pegel und verhältnismäßig großen Verlusten arder Phase der mit einigen Watt Leistung auszusenden- beitet.
den Signale bisher immer gescheitert. Selbst unter Gegenüber anderen bekannten Modulatoren mit
Einsatz moderner elektronischer Bestandteile läßt steuerbaren Blindwiderständen (z. B. Kapazitätsdio- \
sich als Ziel die Konstanz der Signale, wie an Hand 45 den) haben Halbleiterdioden als steuerbare reelle
von F i g. 1 im folgenden noch erläutert wird, in dieser Widerstände in Modulatoren den Vorteil einer guten
einfachen Form nicht erreichen. Phasenkonstanz der Hochfrequenz.
Um beispielsweise das einem VOR-Drehfunkfeuer Die beiden Modulatoren werden in bekannter Weise
äquivalente Feld auszustrahlen, ist es notwendig, als Ringmodulator mit vorgeschalteter Phasenumkehr-
einen Träger sowie das otere und untere Modulations- 50 stufe (phase splitter) gemäß F i g. 2 aufgebaut. Bei
seitenband einer Modulationsfrequenz, in diesem einem Eingangspegel von etwa 600 mVej ergibt sich
Falle 30 Hz, amplituden- und phasengerecht mittels ein Ausgangspegel von etwa 50 mVe/; die Linearität
getrennter, feststehender Antennen auszusenden, wo- eines solchen Modulators ist ausgezeichnet,
bei der Träger eine bei etwa 100 MHz liegende Fre- Es wäre die eingangs erwähnte Aufgabe unter
quenz hat. 55 Trcniung der Modulationsvorgänge von der Er-
Ein elektronisches Goniometer besteht grundsätzlich zeugung der Leistung jedoch nicht gelöst, wollte man
(F i g. 1) aus zwei symmetrischen Modulatoren Ml und den beiden Modulatoren Ml und M2, die gemäß
M3, denen einerseits bei E unmodulierte Träger- F i g. 2 aufgebaut sind, entsprechende Leistungsenergie, andererseits bei «1 bzw. bei ul zwei um 90° verstärker nachschalten; ihre Inkonstanz und Nichtphasenverschobene,
niederfrequente sinusförmige Mo- 60 linearität sind mit den Eigenschaften eines Leistungsdulationsspannungen
(J, z. B. 30 Hz) zugeführt wer- modulators vergleichbar. Die guten Eigenschaften der
den. An den Ausgängen Al und Al liefern die Modu- Modulatoren gemäß F i g. 2 können nur dann auch
latoren AfI bzw. Ml die Seitenbänder der Modula- für die Endleistung erreicht werden, wenn das elektionsfrequenz
(/), also amplitudenmodulierte Schwin- tronische Goniometer erfindungsgemäß gemäß F i g. 3
gungen, wobei der Träger unterdrückt ist. Wenn die 6g aufgebaut wird.
Amplituden der Modulationsspannungen gleich sind, Dabei wird die Trägereingangsspannung bei E, wie
so sind es bei sonst völlig gleichem Arbeiten der Modu- üblich, dem Modulator Ml direkt und dem Modula-
latoren auch die Ausgangsspannungen, was bedeutet, tor Ml mit 90° Phasenverschiebung, die beispiels-
3 4
weise mittels eines Kabelstückes der Länge λ/4 reinen amplitudenmodulierten Schwingung zusammen-
(λ = mittlere Betriebswellenlänge) hervorgerufen wird, setzen sollen.
zugeführt. Die Modulationsspannung wl wird dem Der Aufbau des Goniometers mit Phasenregelung
Modulator Ml direkt und nach einer 90° Phasen- für den Träger ist in F i g. 4 schematisch dargestellt,
drehung im Phasenglied Ph als Modulationsspannung 5 Diese Schaltung enthält auch die Schaltung des
ul dem Modulator Ml eingegeben. Die Ausgangs- elektronischen Goniometers gemäß Fig. 3; nur sind
spannungen der Modulatoren Ml und Ml sind zum Vergleich zwischen der Trägerphase und den
modulierte Schwingungen JJ1 und H2 der Frequenz der beiden Seitenbandphasen in die zur Trägerantenne
Seitenbänder mit unterdrücktem Träger. Diese modu- führende Leitung und in die Leitungen von den Verlierten
Spannungen U1 und It2 werden in unmodulierte ao stärkern PA1 und PAl zur Brücke Bl Auskopplungs-Spannungen
der Frequenz des oberen und unteren glieder DCl bzw. DCl bzw. DCZ eingeschaltet. Die
Seitenbandes umgewandelt, indem sie an diametrale mittels des Auskopplungsgliedes DCl ausgekoppelte
Punkte einer Brücke Bl angelegt werden, die beispiels- Trägerspannung wird zwei Anordnungen Al und Al
weise aus Kabelstücken aufgebaut ist; drei der Brücken- zugeführt, während die mittels des Auskopplungszweige
haben die Länge λ/4, das vierte die Länge 3/1/4. 15 gliedes DCl ausgekoppelte Spannung des oberen
Anstatt der Kabeldrücke kann, wie bekannt, auch ein Seitenbandes der Anordnung Al und die mittels des
3-db-Richtkoppler verwendet werden. In der Brücke Auskopplungsgliedes DC3 ausgekoppelte Spannung
werden, wie an sich bekannt ist, die Summe U1 + U2 des unteren Seitenbandes der Anordnung ,42 zuge-
und die Differenz H1 — H2 der Eingangsspannungen führt wird. Die Anordnungen A1 und A1 sind Addi-H1
und H2 gebildet, so daß an den verbleibenden 20 tionsschaltungen kombiniert mit einem Spitzengleichdiametralen
Brückenpunkten das obere bzw. das richter; in diesen werden die entsprechenden Spanuntere Seitenband als unmodulierte Trägerfrequenzen nungen addiert und anschließend in den Spitzengleichabgenommen
werden können. richtern linear demoduliert.
Diese beiden unmodulierten Seitenbandspannungen Die Zeitfunktionen für die ausgekoppelten Span-
H1 + H2 und U1 — H2 werden in zwei den Brücken- 25 nungen von Träger, oberem und unterem Seitenband
ausgängen von Bl nachgeschalteten Leistungsver- können als
stärkern PAl bzw. PAl auf die erforderliche Aus- * r ->
_ cos(pt a.w\
gangsleistung verstärkt. Die Anforderungen an diese -u
Leistungsverstärker sind nicht kritisch, da sie mit ' τ u\ — cos \(C\ 4. ω\ t
konstanten Eingangspegeln (unmoduliert) sowie kon- 30 J°SBy J Ά - )
stantem Innen- und Lastwiderstand betrieben werden. ' /· (Λ = cos ιγρ _ ω\ 14. w
Derartige Leistungsverstärker sind bekannt; sie arbei- jusbk) IA- J Ψ2
ten zumeist im C-Betrieb und sind obendrein so aus- geschrieben werden; dabei bedeuten Ω die Kreisfregelegt, daß sie gute Begrenzereigenschaften haben. Das quenz des Trägers, ω die Kreisfrequenz der Modulabedeutet, daß Schwankungen der Eingangsspannung, 35 tion (ζ. B. 30 Hz) und φ0, <pl5 φ2 die entsprechenden ja sogar solche bis zu 20 %> sich am Ausgang nicht Phasen von Träger bzw. oberem bzw. unterem Seitenmehr auswirken, was noch zur Konstanz der Aus- band.
Derartige Leistungsverstärker sind bekannt; sie arbei- jusbk) IA- J Ψ2
ten zumeist im C-Betrieb und sind obendrein so aus- geschrieben werden; dabei bedeuten Ω die Kreisfregelegt, daß sie gute Begrenzereigenschaften haben. Das quenz des Trägers, ω die Kreisfrequenz der Modulabedeutet, daß Schwankungen der Eingangsspannung, 35 tion (ζ. B. 30 Hz) und φ0, <pl5 φ2 die entsprechenden ja sogar solche bis zu 20 %> sich am Ausgang nicht Phasen von Träger bzw. oberem bzw. unterem Seitenmehr auswirken, was noch zur Konstanz der Aus- band.
gangswerte des elektronischen Goniometers beiträgt. In der Anordnung A1 wird die Summe von Träger
Etwaige Amplitudenungleichheiten der beiden Ver- und oberem Seitenband gebildet; nach der Demodula-
stärker-Ausgangsleitungen können bekanntlich durch 40 tion ergibt sich am Ausgang der Anordnung A1 eine
entsprechende Einstellung der Versorgungsspannun- Spannung mit der Frequenz der Modulation (z. B.
gen völlig ausgeglichen werden. 30 Hz) mit der Zeitfunktion
Die Ausgangsspannungen H1 und H4 der Verstärker s (ü = cos(cot + m - m) '
PA1 bzw. PA 2 werden mit Hilfe einer der Brücken- 8l W K + ψι ψο)'
anordnung Bl konfigurations- und funktionsgleichen, 45 Entsprechend liefert die Anordnung A2 nach Sum-
zweiten Brückenanordnung Bl in Spannungen genau mierung von Träger und unterem Seitenband und
der gleichen Form gebracht, wie sie von den Modula- nachfolgender Demodulation eine Spannung mit der
toren Ml und Ml ausgegeben worden sind, wobei dem Zeitfunktion
einen Brückenausgang zur noch erforderlichen Phasen- (Λ _ , t , _ χ
drehung um 90° ein entsprechendes Phasenglied, z. B. 50 g2 W ~ K t?0 W'
ein Kabelstück der elektrischen Länge λ/4 (λ = mitt- Die beiden Demodulationsprodukte (z. B. 30-Hzlere Betriebswellenlänge) nachgeschaltet wird. Die an Spannungen) enthalten, wie aus den Gleichungen zu den Ausgängen A3 und A4 anstehenden Spannungen ersehen und bekannt ist, die Phasenwinkel der Hochentsprechen den Modulationsseitenbändern des Trä- frequenzspannungen. Diese werden einer Phasengers mit der Modulationsfrequenz / (z. B. 30 Hz). 55 brücke Βφ zugeführt, in der die Summen- und Diffe-
drehung um 90° ein entsprechendes Phasenglied, z. B. 50 g2 W ~ K t?0 W'
ein Kabelstück der elektrischen Länge λ/4 (λ = mitt- Die beiden Demodulationsprodukte (z. B. 30-Hzlere Betriebswellenlänge) nachgeschaltet wird. Die an Spannungen) enthalten, wie aus den Gleichungen zu den Ausgängen A3 und A4 anstehenden Spannungen ersehen und bekannt ist, die Phasenwinkel der Hochentsprechen den Modulationsseitenbändern des Trä- frequenzspannungen. Diese werden einer Phasengers mit der Modulationsfrequenz / (z. B. 30 Hz). 55 brücke Βφ zugeführt, in der die Summen- und Diffe-
In weiterer Ausbildung der Erfindung wird zum renzspannungen gebildet und diese dann gleich-Einsatz
des elektronischen Goniometers bei einem gerichtet werden. Wie bekannt, sind die Beträge der
VOR-Drehfunkfeuer eine Phasenregelung für die gleichgerichteten Spannungen dann gleich, wenn die
Trägerschwingung vorgesehen, wodurch gewährleistet beiden Wechselspannungen (30-Hz-Spannungen) eine
wird, daß der Phasenwinkel der Trägerschwingung 60 relative Phase von 90° haben. Die Phasendifferenz
stets der arithmetische Mittelwert der Phasenwinkel liegt am Ausgang der Phasenbrücke als Gleichspander
beiden Seitenbandschwingungen ist. Eine solche mmgAU vor; diese ist also für eine 90"-Phasen-Phasenregelung
ist immer dann von Vorteil, wenn differenz der beiden Eingangswechselspannungen Null.
Träger und Seitenbänder getrennt erzeugt und ausge- Bei geringen Abweichungen der Ist-Phasendifferenz
strahlt werden, wie das bei einem VOR-Drehfunk- 65 von der Soll-Phasendifferenz 90° ist die Ausgangsfeuer
geschehen muß, und wenn der ausgestrahlte Gleichspannung Δ U der Abweichung proportional.
Träger und die ausgestrahlten Seitenbänder sich im Zwischen die Phasenbrücke Βφ und das innerhalb Strahlungsfeld bzw. in einem Empfänger zu einer des gestrichelten Rechteckes gezeichnete Phasenstell-
Träger und die ausgestrahlten Seitenbänder sich im Zwischen die Phasenbrücke Βφ und das innerhalb Strahlungsfeld bzw. in einem Empfänger zu einer des gestrichelten Rechteckes gezeichnete Phasenstell-
5 6
glied SP für den Träger, das der in F i g. 3 dargestellten den abgeglichenen Zustand der Phasenbrücke Βφ,
Goniometeranordnung vorgeschaltet ist, wird eine in d. i. Δ U — 0, ist jedoch eine 90 "-Phasenverschiebung
F i g. 6 in Einzelheiten dargestellte Schaltungsanord- ihrer Eingangsspannungen erforderlich; diese kann
nung Rf zur Regelspannungserzeugung geschaltet; entweder durch entsprechende Phasenverschiebung der
ihre Aufgabe besteht darin, die Ausgangsspannung Δ U 5 niederfrequenten Ausgangsspannung einer der Addider
PhasenbrückeBf in zur Phasennachsteuerung ge- tions-Gleichrichterschaltungen Al oder Al erzeugt
eignete Werte umzuformen und an die Eingänge des oder zweckmäßigerweise in Hochfrequenzspannung
Phasenstellgliedes PS anzupassen. Dieses benötigt mit einbezogen werden. Das letztere wird beispielsweise
zwei Eingangsspannungen, die sich zueinander wie die in einfacher Weise dadurch erreicht, daß eines der
Sinus- und Cosinusfunktion verhalten. In der Schal- io Auskopplungsglieder der Seitenbänder, z. B. DCl, an
tungsanordnung Rf werden selche Spannungen nlh>
einer um λ/4 gegenüber der anderen (DCS) verschorungsweise
(trapezförmig) erzeugt; sie sind in F i g. 5 benen Stelle an der Leitung angebracht wird,
qualitativ dargestellt. Die Ausgangsgrößen der Schal- Der Abgleichzustand für die Phasenbrücke Βφ
tungsanordnung Rf werden aus der Eingangsspan- (Δ U — 0) sowie auch für die Schaltungsanordnung^
nung Δ U durch Verstärkung (Verstärker V), Poten- 15 und für den Winkel ihrer Ausgangsgrößen (sin <x,
tialverschiebung (U-), Phasenumkehr (+ oder —) und cos «) ist somit definiert durch die Gleichung:
Begrenzung (Begrenzer Ll bzw. Ll) hergestellt. Ob
eine Potentialverschiebung und/oder eine Phasen- __ y1 + y2 ± 90°
umkehr erforderlich sind oder nicht, hängt davon ab, ° 2 '
in welchen Quadranten die Ausgangsgrößen liegen, ao
Für jeden der vier Quadranten ist eine logische Ver- Ist diese Gleichung durch eine Phaseninkonstanz
knüpfung mit den Eigenschaften »Phasenumkehr« bzw. nicht mehr erfüllt, dann liefert die Phasenbrücke Βφ
»Potentialverschiebung« vorgesehen. Der Übergang eine Ausgangsspannung Δ4, die über die Schaltungsvon
einem Quadranten zum nächsten erfolgt in be- anordnung Rf (Winkel «) in das Phasenstellglied PS
kannter Weise mit Hilfe eines Vor-Rückwärts- 35 regelnd eingreift; die Phasenabweichung des Trägers
Zählers Z (F i g. 6). Die Ausgangsspannungen können wird bis auf einen unbedeutenden Restfehler ausalso
jedem beliebigen Winkelwert der Sinus- bzw. geregelt. Die Regelung hat innerhalb eines Quadranten
Cosinusfunktion entsprechen. (±45°) proportionalen Charakter, von Quadrant zu
Das Phasenstellglied PS (F i g. 4) für den Träger Quadrant betrachtet ist sie integrierend (Proportional-(cos
Qt) besteht aus zwei Modulatoren Mr1 und Mk2, 30 Integral-Regelung).
einem dem Modulator Mr1 vorgeschalteten 90°-Pha- Die hier beschriebene Lösung für die Regelung hat
senglied, z. B. einem λ/4-Kabel, und einer Additions- den besonderen Vorteil eines endlosen, in sich geschaltung
Ar; die Modulatoren Mr1 und Mr2 sind schlossenen Regelbereiches mit Erfassung sämtlicher
derart ausgelegt, daß an ihren Ausgängen der Träger Winkel von 0 bis 360°. Sie ist das vollkommene
unterdrückt ist. Die Ausgangswerte der Schaltungs- 35 elektronische Analogen zu einer Regelung mit von
anordnung Rf, nämlich sind oc und cos oc, werden den einem Servomotor angetriebenen Resolver (Drehfeld-Modulatoren
Mu1 bzw. Mr2 eingegeben. Ihre Aus- transformator) als Phasenstellglied, dessen mechagangsspannungen
können (näherungsweise) als nische Drehung jeweils mit der elektrischen überein-
ir _ r . . _ stimmt und nach einer vollen Umdrehung wieder
Hr1 = U0 sin oc sm Ut 40 seine Ausgangslage hat. Eine falsche Regelrichtung ist
°zw· ir _ ir n damit automatisch unmöglich gemacht.
Ur2- U0 cos «cosUt Zur empfangsseitigen Azimutbestimmung durch
geschrieben werden. Auswertung der Amplitudenmodulation mit richtungs-
Die Addition in der Additionsschiltungyiij ergibt abhängiger Phasenlage bei VOR-Drehfunkfeuern ist
als Ausgangsspannung des gesamten Phasenstell- 45 es bekanntlich erforderlich, ein richtungsabhängiges
gliedes PS eine Spannung, die Bezugssignal (bei VOR ist es 30 Hz) auszustrahlen.
ir _ ir m \ Dieses wird bei dem bekannten VOR-System als
üe - U0 cos {lit - oc) Frequenzmodulation eines Subträgers (9960 Hz) über
geschrieben werden kann. den gleichen Träger übertragen.
Man ersieht also, daß diese Spannung gegenüber 50 Bei dem hier beschriebenen elektronischen Gonioder
Eingangsspannung cos Ω t des Trägers um den meter ist es jedoch nicht zweckmäßig, als Modula-Winkel«
phasenverschoben ist; diese Phasenverschie- tionsspannung für den Subträger die bei ul den
bung ist also identisch mit dem Winkelwert oc, den die Modulatoren Ml und Ml des Goniometers zuge-Ausgangsgrößen
(sin «; cos oc) der Schaltungsanord- führte Spannung (30 Hz) zu verwenden, da deren
nung Rf beinhalten. 55 Phasenlage zu den am Goniometerausgang vorliegen-
Die Arbeitsweise der gesamten Phasenregelung ist den Modulationsspannungen der Seitenbänder (Ausfolgendermaßen:
gang Hai und UaI) wegen der erfolgenden Regelung
Im abgeglichenen Zustand, der für ein einwand- nicht festgehalten wird. Deshalb wird in weiterer
freies Arbeiten des elektronischen Goniometers für Ausbildung der Erfindung das Bezugssignal als Summe
einen VOR-Sender wegen der geforderten Zusammen- 60 der beiden, am Ausgang der Additions-Gleichrichtersetzung
zu einer reinen Amplitudenmodulation im anordnungen Al und Al vorliegenden Wechselspan-Feld
erforderlich ist, muß die Phase des Trägers nungen der Goniometeranordnung gemäß F i g. 4 entimmer
der arithmetische Mittelwert der Phasen der nommen. Sie werden einer Summiereinrichtung Aβ
Seitenbänder sein. Das bedeutet jedoch nichts anderes, zugeführt, an deren Ausgang das phasenstarre Bezugsais daß die Ausgangsspannungen der Additionsein- 65 signal (30 Hz) abgenommen werden kann, mit dem
richtungen mit nachgeschalteten Spitzengleichrichtern dann der Subträger in bekannter Weise moduliert und
A1 und A1, cos (ωί + fx — f0) bzw. cos (cot + φ0 — f2) mittels des Trägers in ebenso bekannter Weise ausgefür
den abgeglichenen Zustand phasengleich sind. Für strahlt wird.
Claims (5)
1. Elektronisches Goniometer zur Erzeugung von rotierenden Richtdiagrammen mit feststehenden
Antennen bei Funknavigations-Sendeanlagen, bei denen die Antennen mit Träger- bzw. Seitenbandenergie
(oberes und unteres Seitenband einer Modulationsfrequenz) gespeist werden, und bei
denen zur Erzeugung der modulierten Seitenbandenergie der Träger und der um 90° phasengedrehte
Träger mit der Modulationsfrequenz bzw. der um 90° phasen verschobenen Modulationsfrequenz in
zwei symmetrischen Modulatoren mit Trägerunterdrückung moduliert werden, dadurch
gekennzeichnet, daß die modulierten Seitenbänder mittels einer an sich bekannten, die
Summe (H1 + H2) und die Differenz (U1-U2)
der Eingangsspannungen (U1, H2, F i g. 3) bildenden
Brückenanordnung (Bl) in unmoduliert^ Schwingungen von der Frequenz der Seitenbänder
umgewandelt und dann erst auf die gewünschte Leistung verstärkt werden (Leistungsverstärker
PAl bzw. PAl), daß die derart erhaltenen unmodulierten Spannungen H3, H4 mittels einer der
ersten Brückenanordnung (Bl) konfiguration- und funktionsgleichen zweiten Brückenanordnung
(B2) wieder in modulierte, der Speisung der entsprechenden Antennen dienende Seitenbandfrequenzen
rückverwandelt werden, wobei die eine der Seitenbandfrequenzen einer 90"-Phasendrehung,
beispielsweise mittels eines Kabelstückes der Länge 2/4 (/ = Betriebswellenlänge), unterworfen
wird.
2. Goniometer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erreichung exakter Phasenbedingungen
zwischen Träger und Seitenbändern eine zusätzliche Phasenregelung des Trägers
(Phasenstellglied PS, F i g. 4) vorgesehen ist, indem ein Teil der Trägerspannung (Auskopplungsglied
DCl) mit Teilen der unmodulierten verstärkten Seitenbandspannungen (H3 bzw. H4) in Additions-Demodulationsnetzwerken
(Al bzw. Al) summiert und gleichgerichtet werden, daß die Ausgangsspannungen
der Additions-Demodulationsnetzwerke (.41, Al) zur Feststellung ihrer Phasendifferenz
einer Phasenbrücke (Βφ) zugeführt werden, deren die Größe der Phasendifferenz darstellende
Gleichspannung (Δ U) über eine Schaltungsanordnung zur Regelspannungserzeugung (Rtf) das
Phasenstellglied (PS) steuert.
3. Goniometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Bezugssignals, mit dem der Träger moduliert wird, die
Ausgangsspannungen der Additions-Demodulationsnetzwerke (Al, Al) einer Summiereinrichtung
(Ar) zugeführt werden, deren Ausgangsspannung das phasenstarre Bezugssignal ist.
4. Goniometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Phasenstellglied (PS) für
die Regelung der Trägerphase aus zwei symmetrischen Modulatoren (Mr1, Mr2) und einer
deren Ausgangsspannungen addierenden Additionsschaltung (Ar) besteht, wobei den Modulatoren
(Mu2, Mr1) einerseits die Trägerspannung
bzw. die um 90° phasenverschobene Trägerspannung, andererseits die Regelspannungen (cos α
bzw. sin α) der Schaltungsanordnung zur Regelspannungserzeugung (i?<p) eingegeben werden.
5. Goniometer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die 90 "-Phasenbedingung für
die Eingangsspannungen der Phasenbrücke (Βφ) dadurch hergestellt wird, daß eines der Auskopplungsglieder
(DCl, DC3) für die Seitenbandspannungen, z. B. Auskopplungsglied DCl gegenüber
anderen (DC2) um eine 90° entsprechende Länge auf der Leitung verschoben angeordnet ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen COPY
109547/265
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