DE453293C

DE453293C - Einrichtung zur Richtungsbestimmung elektrischer Wellen

Info

Publication number: DE453293C
Application number: DE1925W0071146
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1924-12-03
Filing date: 1925-11-29
Publication date: 1927-12-03
Also published as: GB305250A; FR607249A; GB252263A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Richtungsbestimmung ankommender elektrischer Wellen, die auch insbesondere verwendbar ist zur Ortsbestimmung von atmosphärischen elektrischen Entladungen.

Die gebräuchlichen Anordnungen leiden daran, daß ihre Brauchbarkeit abhängt von der Dauer der zu beobachtenden Wellenzüge, so daß es unmöglich ist, die Richtung ankommender Wellen zu bestimmen, falls der aufgenommene Wellenzug nicht andauert oder wiederholt auftritt während einer vorbestimmten Zeitdauer, die ungefähr mindestens ι Sekunde beträgt. Ferner kann eine genaue Richtungsbestimmung nicht erhalten werden, wenn störende andere Wellenzüge oder elektrische Impulse die Schalteinrichtung treffen. Gegenstand der Erfindung ist nun eine solche, aus mehreren Empfängern mit je einer Richtantenne bestehende Einrichtung zur Richtungsbestimmung ankommender elektrischer Wellen. Die Erfindung besteht darin, daß die elektrischen Wellen bzw. deren Spannungen, gegebenenfalls nach entsprechender Verstärkung, auf je eine oder mehrere Ablenkplatten eines einzigen Kathodenstrahl-Oscillographen zur Wirkung gebracht werden. Sind nun die Ablenkplatten, welche den einzelnen Empfängern zugeordnet sind, gegenüber dem Kathodenstrahlbündel des Oscillographen so angeordnet, daß ihre gegenseitige räumliche Lage derjenigen der Richtantennen entspricht, so wird das Kathodenstrahlbündel genau in jene Richtung abgelenkt werden, aus der die elektrischen Wollen ankommen. Wirkt nun das Kathodenstrahlbündel auf einen geeigneten Schirm entsprechender räumlicher Ausbildung und Anordnung ein, so wird auf diesem Schirm durch das Kathodenstrahlbündel eine siehtbare Linie erzeugt werden können, die nunmehr unmittelbar die Ablesung der Richtung der ankommenden elektrischen Wellenzüge' ermöglicht.

Die gerichteten Antennen können insbesondere Schleifen^ oder Rahmenantennen sein, wie diese wohlbekannt sind für radiotelegraphische Zwecke, und diese können unmittelbar oder über Verstärker mit dem Anzeigeinstrument gekoppelt sein derart, daß der Entladungsstrom dieses Instruments entweder elektromagnetisch oder elektrostatisch oder durch beide Mittel abgelenkt wird.

Die Erfindung ist schematisch in dem Ausführungsbeispiel der Zeichnung erläutert, in der

Abb. ι ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, während

Abb. 2 eine Abänderung dieser Ausführungs form darstellt.

Die Erfindung besteht im übrigen auch in der Schaltung und Kombination von Strom-· kreisen, wie diese hier im einzelnen dargestellt werden sollen.

In Abb. ι sind zwei geschlossene Schleifen-

oder Rahmenantennen JV, S und E₁ W dargestellt, deren Flächen rechtwinklig zueinander liegen. In eine Seite der Rahmen sind je zwei Induktionsspulen b, b bzw. ff, b' sowie Kondensatoren c, c bzw. c', c', letztere zwischen den Induktionsspulen, , angeordnet. Die Rahmenantennen können auf untereinander gleiche Schwingungszahl abgestimmt werden und ferner vorzugsweise auch auf die ankommenden Wellenzüge, welche die gewünschte Nachricht übermitteln; diese Abstimmung erfolgt mittels der erwähnten Spulen und Kondensatoren in bekannter Weise. Parallel zu diesen Abstimmitteln eines jeden Rahmens, beispielsweise parallel zu den Punkten ο,ΰ bzw. o',o'_s sind Ablenkplatten η, s, e, w eines Kathodenstrahl-Oscillographen geschaltet, und diese Platten sind paarweise so_ angeordnet, daß die elektromotorische Kraft, ao die an ein Paar dieser Platten angelegt ist, d. h. also im vorliegenden Falle die elektromotorische Kraft, die parallel zu den Abstimmitteln in einer Rahmenantenne abgeleitet wird, eine Ablenkung des Kathodenstrahlbündeis herbeiführt und infolgedessen auch des Anzeigeflecks, ungefähr rechtwinklig zu jener Ablenkung, welche durch die elektromotorische Kraft hervorgerufen wird, welch letztere von der anderen Rahmenantenne an das andere Plattenpaar abgeleitet wird.

Die Mittelpunkte M der oberen Seiten der Rahmen und die Mittelpunkte M₁ der Abstimmittel können mit Vorteil mit den Platten des Oscillographen und Erde verbunden werden, um falsche Wirkungen, herrührend von der Teilwirkung der Schleifen oder Rahmen als nicht gerichtete Antennen, herabzusetzen oder auszuschalten.

Gemäß einer Änderung kann die Empfindlichkeit der Schaltung erhöht werden, indem man die Schleifen- oder Rahmenantennen und deren Abstimmittel nicht unmittelbar mit dem Oscillographen verbindet, wie Abb. 1 zeigt, sondern vielmehr mittelbar über symmetrisch und gleichartig angeordnete Verstärker, wie dies Abb. 2 zeigt. Diese Verstärker können beispielsweise einzeln oder in Kaskaden angeordnet sein. Im letzteren Falle können sie beispielsweise über Widerstände und Kapazitäten gekoppelt sein, und man kann mit Vorteil Dreielektrodenröhren mit großem Verstärkungsgrad anwenden. Es ist erwünscht, daß die angewandten Verstärker symmetrisch angeordnet werden und daß diese so frei als möglich von Verzerrungen sind sowohl in ihrer Amplitude als auch Phase und schließlich daß diese keine Gleichrichterwirkung aufweisen, obwohl die Erfindung auch auf gleichgerichtete Ströme Anwendung finden kann.

In Abb. 2 sind die Antennenkreise und deren Verbindungen mit der Erde im wesentlichen gleich denjenigen der Abb. 1. Die Punkte 0, 0 bzw. 0', 0' sind aber mit den Eingangsgittern G₁ G bzw. G', G' von Dreielektrodenröhren gleicher Bauart verbunden, deren Anodenkreise Widerstände R₁ R bzw. R', R' enthalten.

Die Spannungen in den Anodenkreisen, welche durch die in den Gitterkreisen durch die Empfangsrahmen erregten elektromotorischen Kräfte ausgelöst werden, können über die Kondensatoren F₁ F bzw. F', F' oder durch andere geeignete Mittel entweder unmittelbar an die Ablenkplatten des Oscillographen oder, wie in Abb. 2 gezeigt, den Gitterklemmen der zweiten Stufe von Verstärkern zugeführt werden. Diese Verstärkungsstufen können auch vermehrt werden.

Im übrigen müssen die Verstärker nicht die dargestellte Bauart besitzen, die nur beispielsweise im Schema dargestellt ist, sondern sie können eine jede geeignete und zweckdienliche Ausführung besitzen.

Bei diesen beispielsweisen Durchführungsformen der Erfindung wird das Gerät die Richtung der ankommenden Wellenzüge nicht eindeutig anzeigen, indem gleichsam der Vektor gegeben wird, ohne daß auch bestimmt ist, wohin dieser Vektor zeigt. Mit anderen Worten: es kann die ankommende Welle in der angezeigten Richtung in dem einen Sinn als auch in einen um i8o° umgekehrten Sinn sich ausbreiten.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann dieser Doppelsinn beseitigt werden, indem man" eine Ablenkkraft elektromagnetischer oder elektrostatischer Geräte hinzufügt, welche unmittelbar oder über Verstärker mit oder ohne Phasensteuerung gekoppelt werden und die mit einer nicht gerichteten Antenne verbunden sind, wie dies beispielsweise im britischen Patent desselben Erfinders Nr. 129 336 beschrieben ist. Das hier erforderliche Kopplungsgerät kann eingesetzt und angeschlossen werden an die Verbindungsleitung JIi, M bzw. M', M' (Abb. 1 und 2) zur Erde.

Bei all diesen Ausführungsformen wirkt die Erfindung derart, daß beim Auftrefren elektromagnetischer Wellenzüge auf die Antennen die resultierenden elektromotorischen Kräfte an den Ablenkplatten eine Ablenkung des Anzeigeflecks entlang einer Linie herbeiführen, die ein -unmittelbares und sichtbares Maß ist für _die Ankunftsrichtung der einfallenden Wellenzüge. -

Gemäß ' einer weiteren Ausführungsform kann das Gerät gemäß der Erfindung auch zur photographischen Festlegung an Stelle oder neben der optischen Anzeige ausgebildet werden. Ferner kann die Kathodenstrahl-

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röhre des Oscillographen mit Elektroden ausgerüstet werden für irgendwelche Zwecke im Rahmen der Erfindung.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform können die elektromotorischen Kräfte oder Ablenkungsfelder, welche den Oscillographen beeinflussen, auch niederfrequent sein, indem solche Niederfrequenzen von der Wellenfrequenz durch bekannte Verfahren abgeleitet ίο werden, wie z. B. durch Überlagerung, Gleichrichtung oder Detektierung.

Das Gerät gemäß der Erfindung kann also benutzt werden zur Bestimmung der Richtung ankommender Wellenzüge oder elektrischer Impulse von sehr kurzer Dauer, die sogar nach dem Ergebnis von Versuchen kürzer sein kann als 7ϊοοο Sekunde.

Ebenso kann es benutzt werden, wenn die Richtung der Wellenzüge sich rasch ändert und schließlich auch dann, wenn die Richtung von zwei oder mehreren untereinander verschiedenen und gleichzeitig ankommenden Wellenzügen verschiedener Sendestationen zu bestimmen sind, auch dann, wenn die Frequenzen dieser Wellenzüge untereinander gleich sind.

Die Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung kann im übrigen angeordnet und gebraucht werden für Beobachtungen in festen oder beweglichen Stationen.

Die hier beschriebenen Schaltungsanordnungen können selbstverständlich in verschiedener Weise in der Ausführung geändert werden, ohne daß hierbei vom. Grundgedanken der Erfindung abgewichen wird, der, wie kurz wiederholt werden soll, darin besteht, daß ein Gerät für radiotelegraphische Richtungsbestimmung und ähnliche Zwecke geschaffen ist, in welchem der bewegliche Teil ein sich selbsttätig einstellendes Element geringster Trägheit ist und in einem Ionenoder Elektronen - Kathodenstrahl - Bündel (selbständiger oder unselbständiger Art) besteht.

Claims

Patentanspruch:

Einrichtung zur Richtungsbestimmung elektrischer Wellen mittels einer Mehrzahl von Empfängern mit gerichteter Antenne, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsschwingungen, gegebenenfalls nach Verstärkung, auf je eine oder mehrere Ablenkplatten eines Kathodenstrahl-Oscillographen zur Wirkung gebracht werden, deren räumliche Anordnung zu dem Kathodenstrahlbündel derjenigen der Richtantennen entspricht, so daß die resultierende Ablenkung des Kathodenstrahlbündels im Oscillographen die Richtung der ankommenden Wellen unmittelbar erkennen läßt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

Berlin. öibRüCSt IK bis keichsBruCkekEI.