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Tauchfeste richtungsempfindliche Antenne Die bis jetzt verwendeten
Peilantennen für Unterseeboote ließen viel zu wünschen übrig. Eine Antenne, wie
sie für ferngesteuerte Torpedos vorgeschlagen wurde und die aus einem in einem langen,
als Schwimmkörper dienenden luftgefüllten Schlauch axial befestigten Draht besteht,
ist für Tauchboote vollkommen unbrauchbar, da hierbei die Antenne dauernd über dem
Wasserspiegel bleiben muß und keine Richtungsempfindlichkeit besitzt.
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Es ist ferner für Tauchboote vorgeschlagen worden, eine drehbare Peilrahmenantenne
innerhalb einer wasserdicht abgeschlossenen Glocke aus Isoliermaterial anzuordnen.
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Eine derartige Anordnung hat aber wesentliche Nachteile. Die Glocke
aus Isoliermaterial ist recht brüchig und verträgt sehr schlecht Stöße. Sie beansprucht
verhältnismäßig viel Raum und hat recht große Oberflächen, was u. a. eine größere
Beschädigungsmöglichkeit und einen größeren Bewegungswiderstand bedingt. Ferner
hat eine derartige Glocke eine entsprechend große Basis, also eine große abzudichtende
Fläche.
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Man hat auch bereits versucht, Peilungen mit einer richtungsempfindlichen
Antenne im getauchten Zustand vorzunehmen, deren Windungen vom Wasser nur durch
Gummiisolation getrennt waren. Ein befriedigender Empfang war aber hierbei nicht
zu erzielen. Indessen ist die Ursache des Mißlingens dieser Empfangsversuche bei
getauchtem Boot nicht darin zu sehen, daß die elektromagnetischen Schwingungen im
Meerwasser vollständig erlöschen, sondern vielmehr darin, daß das zwischen dem Antennenleiter
und dem Wasser vorgesehene Isoliermaterial sehr große Dielektrizitätskonstante und
hohe Verluste hatte.
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Bei der Anordnung nach der Erfindung werden alle oben angegebenen
Schwierigkeiten dadurch vermieden, daß der Antennendraht in einem starren, druckfesten,
um die Antennenwicklung herum einen runden oder eckigen, in einer oder mehreren
Stellen elektrisch unterteilten Rahmenring bildenden (vorzugsweise metallischen)
Rohr von verhältnismäßig großer lichter Weite angeordnet ist, so daß die nähere
Umgebung des Antennendrahtes vornehmlich aus Luft, d. h. einem verlustfreien Dielektrikum
mit kleiner Dielektrizitätskonstante, besteht.
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Um eine gerichtete Antenne vom Innern des Bootes zu steuern und ihre
Drahtanschlüsse durch den Druckkörper des Bootes durchzuführen, wird zweckmäßigerweise
der die Antennenwindungen enthaltende Rahmenring mit einem röhrenförmigen vertikalen
Tragschaft fest verbunden, der die Antennendrahtzuführungen enthält, durch den Druckkörper
des Bootes drehbar durchgeführt und an der Durchführungsstelle gut abgedichtet ist.
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Es empfiehlt sich, am vertikalen Rohr eine Stelle kleineren Bruchwiderstandes
vorzusehen,
damit bei etwaiger Kollision nur der über dieser Stelle
befindliche Teil abbricht, ohne daß der untere Teil in Mitleidenschaft gezogen wird.
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Ferner empfiehlt es sich, den den -Rahmenring der Rahmenantenne tragenden
vertikalen Schaft aus zwei Teilen zu machen. Ihre Verbindungsstelle, die etwa aus
miteinander fest verschraubbaren und abgedichteten Flanschen bestehen mag, ist so
auszubilden, daß die Lage des oberen Teiles samt dem Rahmen gegenüber dem unteren
Teil genau fixiert ist, was durch entsprechende Führungen leicht bewerkstelligt
werden kann. Die obenerwähnte Stelle- des geringeren Bruchwiderstandes wird dann
beim oberen Teil des Schaftes vorgesehen, und im Fälle des Bruches kann der beschädigte
Teil leicht ausgewechselt werden.
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An Hand der Zeichnung ist ein Beispiel für die Ausführung einer Rahmenantenne
nach der Erfindung näher erläutert Abb: _ zeigt den Rahmen mit dem oberen Teil des
ihn tragenden vertikalen Schaftes sowie die Verbindung mit dem unteren Teil des
Schaftes.
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Abb. 2 zeigt die obere Flanschenverbindüng der beiden Hälften des
Rahmenrohres.
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Abb. 3 zeigt den unteren Teil des den Rahmen tragenden Schaftes nebst
seiner Durchführung durch den Druckkörper, Lagerung und Abdichtung.
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Wie auch Abb. _ zeigt, sind die Windungen D der Rahmenantenne innerhalb
eines runden Metallrohres A angeordnet und mittels geeigneter Distanzhalter, z.
B. Kugeln E aus Isoliermaterial, durch deren Öffnungen sie durchgehen, im Abstand
voneinander gehalten. Zwecks elektrischer Unterteilung ist das metallische Rahmenrohr
A aus zwei halbkreisförmigen Teilen Al und AZ gebildet, die an ihren oberen Enden
mittels einer abgedichteten druckfesten Isolationsstelle elektrisch getrennt und
mechanisch durch geeignete Flanschenänordnung verbunden sind. Die unteren Enden
der beiden Rohrhälften Al und A2 sind mittels geeigneter, angeschraubter und abgedichteter
Flanschen an dem oberen Teil B des vertikalen Tragschaftes befestigt. Die ausgeführten
Enden der Antennenwindungen D sind an einer Isolationsplatte F befestigt und durch
vertikale Drahtzuführungen G an die im Innern des Bootes befindliche Empfangsanlage
angeschlossen. Es empfiehlt sich, entsprechend der Teilung des vertikalen Schaftes
in zwei Teile B und K auch die Zuleitungsdrähte G zweiteilig zumachen und ihre zugehörigen
Teile mittels Stecker J-1 und der von geeigneten Isolierkörpern H getragenen Steckerbüchse
11 zu. verbinden.
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Am oberen Teil B des Schaftrohres ist an geeigneter Stelle eine Nut
L vorgesehen, an welcher der Rahmen bei Kollision abbricht, ohne den unter der Bruchstelle
befindlichen Teil zu gefährden. Der obere Schaftteil B mit dem von ihm getragenen
Rahmen ist mittels geeignetes Führungen, z. B. mittels Stifte NI, in einer bestimmten
eindeutigen Lage in bezug auf den unteren Schaftteil K fixiert und mit diesem durch
Schraube 0 unter Zwischenlegung von Abdichtungen N fest verbunden.
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Die Einzelheiten der Verbindung der oberen Enden der Metallrohre A1
und A., sind aus Abb. 2 zu ersehen. Auf die Enden von Al und A2 sind zwei Hilfsflanschen
A 3 und A 4 mit Gewinde aufgesetzt, zum Zwecke; die Isolationsteile Cl, C4 und die
Druckflanschen C2 aufbringen zu können: Die Isolation besteht aus dem mittleren
Isolationsring C2 und den schon erwähnten beidAn Isolationsteilen Cl und C4. Wesentlich
ist, daß diese Isolationsteile aus mechanisch sehr steifem und zähem Isolationsstoff,
z. B. aus Fiber; hergestellt werden, so daß sie den sehr starken mechanischen Beanspruchungen
gewachsen sind. Die Isolationsrohre C;1 sind in die Isolationsringe C, zur Vergrößerung
der Oberflächenisolation eingesetzt, und aus diesem Grunde hat auch der Isolator
C2 die die Flanschen q. übergreifenden Felgen. Zu bemerken ist noch, daß zwischen
allen Metall- und Isolationsschichten elastische Abdichtungsscheiben, z. B. (in
der Zeichnung nicht dargestellte) Gummiringe, einzufügen sind.
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Abb. 3 zeigt die Anordnung des unterenTeiles K des drehbaren Rahmenschaftes,
der den auswechselbaren oberen Teil mit dem Rahmen aufnimmt und die unteren Teile
der durch Distanzscheiben Q gehaltenen Leitungen G enthält. Die Leitungen G enden
am Fußende des Rahmenschaftes in einer wasserdichten Anschlußstelle R. Geführt wird
der drehbare Rahmenschaft durch Kugellager S und gestützt durch ein Fußkugellager
T. Für diese Kugellager wird vorzugsweise nicht rostendes Material benutzt. Die
Abdichtung des drehbaren Schaftes erfolgt durch die Stopfbüchsen Ni und N2. Sowohl
die Kugellager wie die Stopfbüchsen sind in einem feststehenden Gehäuse V einge-
i baut, das mit seinem Fußflansch U unter Zwischenlegung einer Gummischeibe in die
an den Bootskörper angenietete Lagerung W eingesetzt und mit Hilfe der Mutter X
befestigt ist. An seinem oberen Ende wird das feststehende Ge- i hause Y durch geeignete
Stütze Y gehalten, die z. B. an der Bootsverkleidung 7. befestigt ist. Diese Anordnung
der Lager und der Stopfbüchseninnerhalb eines abnehmbaren Gehäuses 17 macht es möglich,
die in geeigneter Werk- i statte fertiggestellte Präzisionslagerung und Dichtung
ebenda sorgfältig zu prüfen und dann erst die ganze fertige Apparatur mitsamt dem
Gehäuse V an dem Tauchboot in einfacher Weise einzubauen. Der Rahmenschaft kann
i: nach Bedarf für jede gewünschte Länge zurechtgemacht, eingelegt und ausgewechselt
werden,
Die Verluste der Rahmenantenne sind im getauchten Zustande
trotz der geschilderten Maßnahme größer als über dem Wasser, da die elektrischen
Verluste beim Seewasser zum Teil auf die Rahmenwicklung transformatorischübertragen
werden. Diese Verluste können aber in an sich bekannter Weise durch Dämpfungsreduktion
mittels einer verstärkten Rückkopplung völlig aufgewogen werden. Dadurch wird die
Empfangs- und Peilleistung der Antenne gesteigert. Ausgeführt wird die Verstärkung
der Rückkopplung beispielsweise dadurch, daß die verstärkten Schwingungen nicht
von der Anode der ersten Hochfrequenzverstärkerröhre, sondern von der dritten oder
fünften entnommen werden.
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Man kann die Empfindlichkeit der Antenne auch in anderer Weise als
durch Verstärkung der Rückkopplung steigern, nämlich durch weitere zusätzliche,
beim Eintauchen einzuschaltende Verstärkung; da bei getauchter Antenne nicht nur
die Empfangsfeldstärken gering, sondern auch die Störfeldstärken außerordentlich
klein sind, so erlaubt diese Maßnahme eine sehr wirksame Steigerung der Empfindlichkeit.
Diese zusätzliche Verstärkung ist bei aufgetauchtem Boot nicht verwendbar, da dann
die Störlautstärken groß werden und die Peilminima dadurch verwischt werden.
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Natürlich können die nach der Erfindung gebauten Antennen auch bei
aufgetauchten oder wenig getauchten Booten zum Senden und zum Signalverkehr verwendet
werden. eckigen, in einer oder mehreren Stellen elektrisch unterteilten Rahmenring
bildenden (vorzugsweise metallischen) Rohr von verhältnismäßig großer lichter Weite
angeordnet ist, so daß die nähere Umgebung des Antennendrahtes vornehmlich aus Luft
besteht.
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2. Antenne nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der den Ringrahmen
tragende, mit dieser verdrehbare röhrenförmige Schaft aus zwei Teilen besteht (K
und B, Abb. i), die an der Verbindungsstelle gegeneinander genau fixiert werden
können (z. B. mittels Flanschen und Führungsstifte), und daß am oberen Teil eine
Stelle schwächeren Bruchwiderstandes vorgesehen ist, an der bei einer Kollision
der ganze darüber befindliche Antennenteil ohne Gefahr für die unteren Teile abbricht.
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3. Antenne nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
drehbare Rahmenschaft bei der Einführung in den Druckkörper des Fahrzeuges mittels
Stopfbüchsen abgedichtet ist.
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q.. Antenne nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
drehbare Teil durch ein feststehendes Gehäuse (V) zentriert ist, in das die Präzisionslagerung
und die Stopfbüchsen eingebaut sind.
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g. Peilanlage mit einer richtungsempfindlichen Antenne nach Anspruch
i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß im Schwingungskreis der richtungsempfindlichen
Rahmenantenne eine besondere, beim Eintauchen einschaltbare verstärkte Dämpfungsreduktion
vorgesehen ist.
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6. Peilanlage mit einer richtungsempfindlichen Antenne nach Anspruch
i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß besondere zusätzliche Verstärkerstufen zur
Benutzung bei getauchten Booten vorgesehen sind.