DE2510598B2 - Funkpeilempfangsanlage - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Funkpeilempfangsanlage mit einer Antenne mit In gleichmäßig über einen Kreisumfang verteilten Anschlüssen, die nach einer vorgegebenen Schaltfolge zur vollständigen Azimutabtastung eines Empfangsdiagramms in aufeinanderfolgenden Winkelschritten über ein Schaltgerät kontaktlos an einen Empfänger anschal tb ar sind.

Eine derartige Funkpeilempfangsanlage ist aus der DT-PS 10 67 086 bekannt. Sie besitzt 2/? Einzelantennen, die in gleichmäßigen Abstinden auf einem Kreis angeordnet sind und durch dns Schaltgerät zyklisch an den Empfänger angeschaltet: werden. Der hierdurch erfolgte Frequenz- oder Phasenhub wird im Empfänger zur Richtungsbestimmung durch Phasenvergleich mit der Anschaltfrequenz ausgenutzt. Nachteilig ist bei dieser bekannten Anlage die Schmalbandigkeit und vor allem der große Platzbedarf ihrer Antenne, der eine Verwendung praktisch nur in Feststationen zuläßt.

Aus der DT-AS 1011 485 ist: ein nach einem ähnlichen Prinzip, nämlich mit über einen Kreis mit einem Durchmesser von etwa einer Viertelwellenlänge verteilt angeordneten Dipolantennen arbeitender Goniometerpeiler bekannt der zusätzlich den Nachteil des mechanisch angetriebenen Goniometers aufweist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Funkpeilempfangsanlage der einleitend angegebenen Gattung zu schaffen, deren Antenne breitbandig bei besonders kompaktem Aufbau ist und in allen Peilrichtungen praktisch deckungsgleiche Kardioidendiagramme aufweist

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Antenne aus einem metallischen Hohlkegelstumpf besteht, dessen große Basis offen ist, einen Durchmesser kleiner als die Hälfte der minimal in Betracht kommenden Empfangswelleniänge besitzt, parallel zu einer leitenden Ebene verläuft und an ihrem Umfang 2n Anschlüsse aufweist und daß das Schaltgerät 2n Schaltungen je Abtastung durch Auswahl von jeweils zwei ein Paar bildenden, diametral gegenüberliegenden Anschlüssen vornimmt und den zweiten Anschluß jedes ausgewählten Paares mit einem angepaßten Abschlußwiderstand verbindet

Diese Antenne ist völlig rotationssymmetrisch, was insofern bemerkenswert ist, als die Genauigkeit der Anlage nicht von der Zahl der In Stellungen des Diagramms je vollständiger Umdrehung abhängt, sondern direkt verknüpft mit der Wiedergabetreue ein und desselben Diagramms im Verlauf der 2/7 aufeinanderfolgenden Stellungen ist Daher kann diese Zahl 2n sehr niedrig, beispielsweise gleich 6 sein, woraus sich ein entsprechend einfacher Aufbau des auf die Antenne folgenden Schaltgerätes ergibt. Die Antenne ist gleichzeitig breitbandig und hat einen nur sehr geringen Platzbedarf. Beispielsweise kann bei Ausbildung der Funkpeilempfangsanlage als Radiokompaß die Kegelstumpfantenne in einem Zylinder -nit einem Durchmesser von 180 mm und einer Höhe von 55 mm untergebracht werden.

In der Zeichnung ist eine Funkpeilempfangsanlage nach der Erfindung anhand beispielsweise gewählter Ausführungsformen und erläuternder Diagramme vereinfacht dargestellt. Es zeigt

Fig. 1-1 eine erste Ausführungsform des Hohlkegelstumpfes der Antenne im Schnitt

Fig. Ib eine Aufsicht auf den Hohlkegelstumpf nach Fig. la,

F i g. 2a die vollständige Antenne mit einer zweiten Ausführungsform des Hohlkegelstumpfes,

F i g. 2b eine weitere Ausführungsform der Antenne, bei der als Grenzfall der Hohlkegelstumpf zur Scheibe geworden ist,

F i g. 3 eine schematische Darstellung der Antenne in Verbindung mit dem Schaltgerät

F i g. 4 ein Ausführungsbeispiel des Schaltgerätes und

F i g. 5 Diagramme von an verschiedenen Punkten des Schaltgerätes nach F i g. 4 abgenommenen Signalen.

In Fig. la ist im Schnitt ein metallischer Hohlkegelstumpf 15 mit einem Spitzenwinkel von 90° dargestellt, dessen kleine Basis von einer Metallplatte gebildet wird, während seine große Basis nach unten offen ist und am Umfang In nur angedeutete Anschlüsse zur Verbindung mit einem Schaltgerät aufweist. Fig. Ib zeigt eine Aufsicht auf diesen Kegelstumpf mit einem gestrichelt eingezeichneten Kardioidendiagramm, das die Orientierung von Bj nach Dj für den angedeuteten Fall besitzt, daß der Anschluß Bj mit einem nicht dargestellten Empfänger 2 verbunden ist, während der diametral gegenüberliegende Anschluß über einen angepaßten Belastungswiderstand Zl mit Masse verbunden ist. Wie die Aufsicht zeigt, sind im Ausführungsbeispiel sechs

Anschlüsse vorgesehea Bei jedem Schaltschritt dreht sich das Kardioidendiagramm und damit die Hauptstrahlrichtung Dj'm der Horizontalebene um den Wert

360
In

360

= 60 .

In Fig.2a ist eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht einer vollständigen Antenne wiedergegeben, bei der jedoch der Kegelstumpf 15 einen Spitzenwinkel von 120° aufweist Der Spitzen winkel stellt einen Parameter dar, der in engem Zusammenhang mit den Leistungen der Anxenne und insbesondere mit deren Gewinn steht Die große Basis des ! lohlkegelstumpfes 15 liegt parallel zu einer leitenden Ebene 16, die mit dem Bezugspotential Masse verbunden ist Die Kegelachse steht demnach senkrecht auf dieser Masseebene. Jeder Anschluß Bj ist über eine keramische Durchführung Vj in der Masseebene 16 herausgeführt Die Antenne ist durch ein Radom 18 geschützt

F i g. 2b zeigt eine Antenne ähnlich F i g. 2a, bei der jedoch der Kegelstumpf einen öffnungswinkel von 180° besitzt also den Grenzfall einer Scheibe 19 darstellt. Der Antennengewinn ist in diesem Fall niedriger als im Fall der Ausbildung als Kegelstumpf, jedoch eignet sich diese Ausführungsform besonders gut bei einer Einbettung der Strahlungsordnung. Man kann daher einen Kompromiß zwischen dem Platzbedarf und der elektrischen Leistungsfähigkeit schließen, die in Abhängigkeit von den für die Anlage geforderten Empfangseigenschaften bestimmt wird.

Der Durchmesser der großen Basis des Hohlkegelstumpfes nach den Fig. la, Ib und 2a bzw. der Durchmesser der Scheibe nach F i g. 2b ist stets kleiner als die Hälfte der minimal in Betracht kommenden Empfangswellenlänge und insbesondere gleich einem Viertel dieser kürzesten Empfangswellenlänge. Die Höhe des Kegelstumpfes ist stets kleiner als der Durchmesser der großen Basis und vorzugsweise kleiner oder gleich der Hälfte dieses Durchmessers. Der Kegelstumpf verhält sich äquivalent zu einer aus einer Anzahl von Einzelstrahlern gebildeten Antenne. Da die Kegelstumpfantenne rotationssymmetrisch ist, wiederholen sich die Betriebsbedingungen bei jedem Schritt auf das genaaeste und das erzielte Diagramm ist stets das gleiche.

F i g. 3 zeigt ein vereinfachtes Schaltbild der Antenne 1 und das zugehörige Schaltgerät 5 mit seiner Steuerschaltung 6. Dabei ist wiederum angenommen, daß 2n = 6 ist. Das Kardioidendiagrar.im durchläuft daher entsprechend der Anschaltung der Anschlüsse durch das Schaltgerät die Stellungen D1 bis D 6. Das Schaltgerät umfaßt einen 3kanaligen Doppelschalter 10 und einen 2kanaiigen Doppelschalter 11, beide betätigt durch die Steuerschaltung 6. Der 3kanalige Doppelschalter 10 verbindet im gezeichneien Fall die Anschlüsse Bi, B4, die sich diametral gegenüberliegen, mit dem 2kanaligen Doppelschalter 11. Dieser legt in der gezeichneten Stellung den Anschluß B1 über den angepaßten Abschlußwiderstand Z 2 auf Masse und den Anschluß fl4 an den Eingang des nicht gezeichneten Empfängers 2. Von der Steuer-Schaltung 6 wird das Schabgerät 5 so gesteuert, daß zunächst, d.h. in der einen Stellung des 2kanaligen Doppelschalters 11, die Richtungen Di, D 2, D3 und anschließend, d. h. in der anderen Schaltstellung des 2kanaligen Doppelschalters 11, die Richtungen D 4, D 5 und D 6 durchlaufen werden.

Für das Schaltgerät werden vorzugsweise Halbleiterschalter wie etwa Schaltdioden verwendet die durch ein Vorspannungssignal gesteuert werden, mit dem sie zwischen dem Durchlaßzustand und dem Sperrzustand hin- und hergeschaltet werden können. F i g. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Schaltgerätes 5 der Fig.3 für eine Kegelstumpfantenne oder eine Scheibenantenne gemäß den F i g. 1 oder 2, wobei wiederum 2n = 6 (vergl. Fig. Ib) angenommen ist. Der n-kanalige Doppelschalter 10 (F i g. 3) umfaßt dann sechs identi-

sehe Baugruppen 35, von denen jede drei Dioden enthält, und die zwei Schalter mit je drei Kanälen bilden. Der 2kanalige Doppelschalter 11 (Fig. 3) umfaßt vier Dioden 36 bis 39, die eine Brücke mit vier Zweigen bilden. Zur Entkoppl'ing des Empfängers von den Steuersignalen der Dioden sind Induktivitäten und Kapazitäten eingefügt. F i g. 5 zeigt die Signalformen 5a bis 5eder entsprechenden Steuersignale S1 bis 55. Der 3kanalige Doppelschalter enthält Dioden mit einer relativ hohen Kapazität von beispielsweise 1 pF. jede Baugruppe 35 umfaßt drei zu einem T zusammengeschaltete Dioden, wobei diese Anordnung eine hinreichende Entkopplung durch Vermeidung unerwünschter Laufzeiteffekte zufolge auseinanderliegender Verbindungspunkte liefert. Der 2kanalige Doppelschalter kann aus vier Dioden geringer Kapazität von beispielsweise 0,2 pF aufgebaut sein, um eine hinreichende Entkopplung mit einer einzigen Seriendiode in jeder einzelnen Verbindung zu erzielen, wobei störende Leitungslängen bzw. Laufzeiten hier praktisch nicht vorhanden sind.

Die Steuerschaltung 6 für die Erzeugung der Steuersignale Sl bis 55 ist in bekannter Weise ausgeführt, nämlich mittels einfacher logischer Schaltungen, und umfaßt einen Taktgeber. Das Signal 51 bildet ein Bezugsphasensignal, dessen Frequenz 1/Tdie Drehgeschwindigkeit des Diagramms bestimmt. Dieses Signal kann ausgehend von einem sinusförmigen oder aus einer Pulsfolge gebildeten Taktgebersignal erzeugt werden. Eine vollständige Drehung des Diagramms erfolgt während einer Periode Tdes Bezugssignals.

Hier/u 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Funkpeilempfangsanlage mit einer Antenne mit 2/1 gleichmäßig über einen Kreisumfang verteilten Anschlüssen, die nach einer vorgegebenen Schaltfolge zur vollständigen Azimutabtastung eines Empfangsdiagramms in aufeinanderfolgenden Winkelschritten über ein Schaltgerät kontaktlos an einen Empfänger anschaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Antenne aus einem metallischen Hohlkegelstumpf (15) besteht, dessen große Basis offen ist, einen Durchmesser kleiner als die Hälfte der minimal in Betracht kommenden Empfangswellenlänge besitzt, parallel zu einer leitenden Ebene (16) verläuft und an ihrem Umfang 2/7 Anschlüsse aufweist und daß das Schaltgerät (5,6) 2/1 Schaltungen je Abtastung durch Auswahl von jeweils zwei ein Paar bildenden, diametral gegenüberliegenden Anschlüssen vornimmt und den zweiten Anschluß jedes ausgewählten Paares mit einem angepaßten Abschlußwiderstand (Z 2) verbindet

2. Funkpeilempfangsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelstumpf mit einem öffnungswinkel von 180°, das heißt als Scheibe, ausgebildet ist.

3. Funkpeilempfangsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltgerät einen n-kanaligen Doppelschalter (10), einen 2kanaligen Doppelschalter (11) sowie eine Schaltung (6) zur Erzeugung der Steuersignale für diese Schalter umfaßt und an seinem Ausgang das durch die Diagrammrotation amplitudenmodulierte Empfangssignal und ein Bezugssignal entsprechend dem Schalter-Steuersignal liefert

4. Funkpeilempfangsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der 2kanalige Doppelschalter (U) aus vier Halbleiterdioden (36 bis 39) in Brückenschaltung und der /i-kanalige Doppelschal· ter aus In Baugruppen (35) mit je drei Halbleiterdioden in T-Scha!tung bestehen.