DE562641C - Funkpeilanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Funkpeilanlagen, und zwar auf ein System, das nach einem neuen Prinzip arbeitet. Bei den bekannten Peilsystemen werden in der Hauptsache gerichtete AVellen ausgesandt oder Empfangsanlagen mit Richtcharakteristik benutzt. So verwendet man am Sender beispielsweise zwei in einem gewissen Abstand voneinander stehende Antennen, die mit gleieher Frequenz, aber verschiedener Phase erregt werden. Diese beiden Antennen strahlen im wesentlichen gleichförmig nach allen Richtungen hin. Daher addiert sich an bestimmten Orten die durch die beiden Antennen ausgestrahlte Wellenenergie, so daß man an solchen Punkten starke Zeichen erhält, während an anderen Orten die ausgestrahlten Wellen entgegengesetzte Phase aufweisen und daher nur schwache Zeichen entstehen. Auf diese Weise läßt sich aus der Amplitude der empfangenen Signale die. Stellung des Empfängers in bezug auf den Sender feststellen.

Xach einer Ausführungsform der Erfindung sendet der Sender Wellen aus, aus denen sich ein Strom ableiten läßt, der in verschiedenen Richtungen gleiche Frequenz, aber verschiedene Phase hat. Der Phasenunterschied wird für die verschiedenen Richtungen vorher festgelegt. Am Empfänger erzeugt man unter Steuerung durch eine besondere Sonderstrahlung einen Strom mit derselben Frequenz und einer vorgegebenen oder bekannten Phase und vergleicht diese Phase mit der Phase des aus der empfangenen Welle abgeleiteten Stromes. Aus der gemessenen Phasendifferenz kann man die Peilrichtung des Empfängers zu dem Sender bestimmen. Vorzugsweise läßt man die Phase der in den verschiedenen Richtungen ausgestrahlten Komponenten sich gleichförmig mit der Strahlungsrichtung analog einem Drehfeld um einen vorgegebenen Winkel ändern, so daß eine sich spiralförmig ausbreitende Welle entsteht.

Der Empfänger enthält zweckmäßig ein dem bekannten Synchroskop entsprechendes Instrument, dessen einer Wicklung ein vom empfangenen Signal abhängiger Wechselstrom zugeführt wird und dessen andere Wicklung mit einem Strom gleicher Frequenz und vorbestimmter Phase gespeist wird, so daß das Instrument den Phasenwinkel zwischen beiden Strömen anzeigt.

Zweckmäßig werden die beiden Wellen, aus denen am Empfänger die hinsichtlich ihrer Phase zu vergleichenden Ströme abzuleiten sind, vom selben Sender ausgestrahlt. Die beiden vom Sender ausgestrahlten Wellen können verschiedene Frequenz aufweisen, und am Empfänger kann die Frequenz einer oder beider entsprechend empfangener Ströme umgewandelt werden, etwa durch Gleichrichtung der entsprechend moditlierten Sende-

wellen, wie unten beschrieben, zu dem Zweck, zwei Ströme gleicher Frequenz zu schaffen, die zur Ermittlung ihrer Phasenbeziehung verglichen werden.
Am Sender lassen sich die beiden Wellen verschiedener Frequenz dadurch erhalten, daß zwei Wechselströme hinreichend verschiedener Frequenz gegenseitig moduliert werden und daher die sich dabei ergebenden neuen ίο Frequenzen mittels elektrischer Siebketten ο. dgl. getrennt werden können.

Die vollständige Funkpeilanlage nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist an der Sendestelle folgende Elemente auf: eine Quelle für elektrische Hochfrequenzschwingungen von der Frequenz Z₁; eine Quelle für elektrische Schwingungen niederer Frequenz Z₂; einen Modulator zur Erzeugung zweier weiterer elektrischer Schwingungen, deren Frequenzen der Summe Zi -f- /₂ bzw. der Differenz /\ — /₂ der höheren und niederen Schwingungsfrequenzen entsprechen; mehrere Richtantennen- oder Strahlanlagen, die der Reihe nach um Winkel α zueinander versetzt sind und durch Schwingungen erregt werden, welche mit einer der durch Modulation erzeugten weiteren Schwingungen, z. B. /1 —/₂, frequenzgleich sind und von ihr abgeleitet werden, aber hinsichtlich der Phase fortschreitend um Winkel α voneinander abweichen; eine richtungsfreie Antennen- oder Strahlanlage zum Senden der anderen durch Modulation abgeleiteten Schwingung, z. B. Z₁ -J- /o, und der hochfrequenten Trägerwellet.

Die Empfangsstelle enthält folgende Elemente: ein Empfangsgerät zur Aufnahme der Schwingung höherer Frequenz Zi und der einen durch Modulation abgeleiteten Schwingung Z₁ -j- Z₂, um¹ daraus einen elektrischen Strom abzuleiten, dessen Frequenz Z₂ dem niederfrequenten Strom entspricht; einen zweiten Empfänger zur Aufnahme der höherfrequenten Schwingungen Zi und der anderen der beiden durch Modulation abgeleiteten Schwingungen Zi —f«, um daraus einen elektrischen Strom zu gewinnen, dessen Frequenz Z2 der ebenfalls niederfrequenten Schwingung gleicht, aber eine vom Ort abhängige Phase besitzt; ein Synchroskop o. dgl., das an die beiden Empfangsgeräte zur Bestimmung der Phasendifferenz der von ihnen erzeugten elektrischen Ströme f₂ angeschlossen ist.
In den beiliegenden Zeichnungen zeigt

Fig. ι ein Schaltschema einer Ausführungsform der Sendeanlage nach der Erfindung und

Fig. 2 ein Schaltschema einer Empfangsanlage.

Gemäß Fig. 1 beliefert ein Stromerzeuger 10 für Wechselströme der Radiofrequenz Zi eine senkrechte Antennen, die gegenüber zwei gekreuzten Rahmenantennen 12 und 13 an zentraler Stelle angeordnet ist. Die 6g Wechselströme der Frequenz Zi werden ferner vom Stromerzeuger 10 einer Moduliereinrichtung 15 zugeführt, wo sie mit Wellen einer niederen Frequenz Z₂ moduliert werden, die dem Modulator 15 von einem Stromerzeuger 16 zugehen. Der sich ergebende Trägerstrom und das eine Seitenband werden im Modulator 15 zurückbehalten, beispielsweise mittels einer elektrischen Siebkette. Die Modulationskomponente oder das Seitenband der Frequenz Zi + /2 (oder Zi — Z2) wird auf zwei verschiedenen Wegen der Rahmenantenne 12 bzw. 13 zugeführt. In dem an die Rahmenantenne 13 angeschlossenen Stromkreis befindet sich eine Phasenverschiebungseinrichtung 17, welche die Phase der hindurchgehenden Ströme um 90⁰ verschiebt. Zwischen den in den Rahmenantennen 12 und 13 fließenden Strömen ergibt sich somit eine Phasendifferenz von 90 °. Ströme mit den Frequenzen Zi 8g und Z2 werden auch von den Stromerzeugern 10 und 16 aus einem Modulator 18 zugeführt, in dem der sich ergebende Trägerstrom sowie dasjenige Seitenband unterdrückt werden, das in dem Modulator 15 nicht unterdrückt wird. Auch hierzu dient wiederum eine elektrische Siebkette, die im Modulator 18 vorgesehen ist. Das verbleibende Seitenband wird einer richtungsfreien Antenne 14 zugeführt.

Der in Fig. 1 dargestellte Sender strahlt von den Antennen 12 und 13 also eine Welle aus, deren Phase sich in Abhängigkeit von der Richtung ändert und die sich als Spiralwelle bezeichnen läßt. Die Eigenart dieser Welle kann man sich in der nachstehenden Weise klarmachen. Würde man die Sendestation während einer Periode der ausgestrahlten Welle der Antennen 12 und 13 vollständig umwandern, und zwar in einem bestimmten Radius und mit gleichförmiger Ge- 10g schwindigkeit in der Drehrichtung des Drehfeldes, das von den in den Antennen 12 und 13 fließenden Strömen erzeugt wird, dann würde man bei dieser Wanderung stets den gleichen Zustand feststellen können; man würde also bei der ganzen Umwanderung der Sendestelle auf dem Berg oder im Tal der Welle oder irgendeinem bestimmten Punkt der Wellenseite verbleiben. Nimmt der Beobachter aber eine ortsfeste Stellung an einem von der Sendestelle entfernten Punkt an, so hängt die von ihm beobachtete absolute Phase der von den Antennen 12 und 13 ausgestrahlten Wellen davon ab, welchen Winkel seine Lage zum Sender mit einer bestimmten Bezugslinie bildet.

In Fig. 2 ist schematisch der Apparat zur

Aufnahme der verschiedenen Wellen dargestellt, die von dem in Fig. ι gezeigten Sender ausgehen. Mit Hilfe dieses Empfangsapparates läßt sich der Winkel ermitteln, den die Verbindungslinie zwischen Empfänger und Sender mit einer bestimmten Bezugslinie einschließt.

Die Spiralwelle der Frequenz Z₁—f_s, die, wie angenommen, von den Antennen 12 und 13 der Fig. 1 ausgestrahlt wird, wird mittels einer nicht gerichteten Antenne 21 empfangen, die gleichzeitig die Welle der Frequenz f_t aufzunehmen vermag, welche von der Sendeantenne 11 ausgeht. Der Empfänger ist so selektiv, daß er die Frequenz f_x + f₂ nicht mit aufnimmt. Der Ausgangsstromkreis des Detektors 22, in dem daa empfangene Schwingungsgemisch gleichgerichtet wird und der daher einen Wechselstrom der Frequenz /₂ liefert, ist an die eine Spule eines Synchroskops 23 o. dgl. angeschlossen. Hierzu eignet sich jedes Instrument zur Angabe der Phasendifferenz zwischen den beiden gleichfrequenten Wechselströmen.

Die Welle der Frequenz f_t -f- fs, die, wie angenommen, von der Sendeantenne 14 ausgeht, wird von einer zweiten Antenne 24 zusammen mit der Welle der Frequenz /Ί aufgenommen, welche von der Sendeantenne 11 ausstrahlt. Wie ersichtlich, kommt es nicht darauf an, zwei getrennte Antennen 21 und 24 zu verwenden, vielmehr kann man zur Aufnahme der drei verschiedenfrequenten Wellen ein einziges Antennensystem benutzen. Die in dem Antennensystem 24 entstehenden Ströme werden einem Detektor 25 zugeleitet, zu dem Zweck, einen resultierenden Strom der Frequenz f_s zu erzeugen. Der Ausgangsstromkreis des Detektors 25 ist mit der zweiten Spule des Synchroskops 23 o. dgl. verbunden.

Wie ersichtlich, hat hinter dem Detektor 25 die Frequenz /₂ eine Phase, die nur von den Phasen der Stromerzeuger 10 und 16 und den bei der Sendung erfolgenden, aber konstanten Phasenänderungen abhängt. Anders steht es aber mit dem Ausgangsstrom des Detektors 22 der Frequenz f₂. Dessen Phase nämlich hängt nicht nur von der Phase der Stromerzeuger 10 und 16 und den konstanten Änderungen beim Senden ab, sondern auch von der Winkelrichtung des Empfängers gegenüber dem Sender mit Bezug auf eine bestimmte Linie. Infolgedessen ergibt die vom Synchroskop 23 gemessene Phasendifferenz zwischen den Ausgangsströmen der Detektoren 22 und 25 einen Maßstab für den Winkel, den die Verbindungslinie zwischen Empfänger und Sender mit einer gegebenen Bezugslinie bildet. Zwar ist im vorstehenden nur eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben' Worden, doch ist diese zahlreicher Abänderungen fähig, ohne daß hierdurch der Bereich der Erfindung verlassen würde.

Claims (9)

1. Patentansprüche: ^6s

   ι . Funkpeilanlage, gekennzeichnet durch zwei Sender, deren einer in verschiedene Richtungen Wellen ausstrahlt, aus denen sich am Empfänger ein Strom mit für die verschiedenen Richtungen in bestimmter Weise unterschiedlicher Phase ableiten läßt, und deren anderer eine Welle ausstrahlt, aus der sich ein Strom von vorbestimmter Phase ableiten läßt, so daß durch Vergleich der beiden Phasen die Winkellage der Richtung vom Sender zum Empfänger gegenüber einer Bezugslinie ermittelt werden kann.
2. 2. Funkpeilanlage nach Anspruch 1, da- 8c durch gekennzeichnet, daß sich die Phase der in den verschiedenen Richtungen vom Sender ausgestrahlten Komponenten mit der Richtung gleichförmig über einen bestimmten Winkel hin ändert.
3. 3. Funkpeilanlage nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sender miteinander vereinigt sind.
4. 4. Sendeeinrichtung für Funkpeilanlagen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden ausgestrahlten Wellen verschiedene Frequenzen aufweisen und sich aus ihnen gleichfrequente Ströme ableiten lassen,
5. 5. Sendeeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auszustrahlenden Wellen verschiedener, aber konstanter Frequenz dadurch erhalten werden, daß zwei Wechselströme gegenseitig moduliert werden und sich somit zwei Seitenfrequenzen ergeben, die durch Siebketten o. dgl. zu trennen sind.
6. 6. Sendeeinrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Richtstrahlsysteme der Reihe nach um Winkel α gegeneinander versetzt angeordnet sind und durch Wechselströme der gleichen Frequenz, aber mit um die Winkel α gegeneinander verschobener Phase erregt werden, und daß ein weiteres richtungsfreies Antennen- oder Strahlsystem vorgesehen ist, das durch einen Wechselstrom bestimmter Phase und Frequenz erregt wird.
7. 7. Sendeeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß von den gerichteten Antennen die eine Seitenfrequenz und von dem richtungsfreien Antennensystem die Trägerfrequenz und die andere Seitenwelle ausgestrahlt werden.
8. 8. Empfangsgerät für eine Funkpeilanlage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch

   gekennzeichnet, daß der empfangene Strom veränderlicher Phase und der Strom konstanter Phase einem Synchroskop o. dgl. zugeleitet werden.
9. 9. Empfangsgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwei selektive Empfangskreise zum getrennten Empfang der Trägerwelle und der einen Seitenfrequenz einerseits sowie der Trägerwelle mit der anderen Seitenfrequenz andererseits und ferner getrennte Gleichrichtereinrichtungen vorgesehen sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen