DE592440C

DE592440C - Drahtloses Peilsystem zur Vermeidung von Peilfehlern

Info

Publication number: DE592440C
Application number: DEM123035D
Authority: DE
Original assignee: Marconi Co Ltd
Current assignee: BAE Systems Electronics Ltd
Priority date: 1932-02-25
Filing date: 1933-02-22
Publication date: 1934-02-10
Also published as: FR751249A; US2031077A; GB397524A

Description

Eine der Schwierigkeiten, die sich der Erzielung genauer Resultate beim Peilen entgegenstellt, besteht in dem bekannten Nachteffekt. Während der Nacht werden nämlich Signale, die von einer Sendestation ausgesandt werden, an der Empfangsstation mehr als einmal in kurzen Zwischenräumen hintereinander empfangen.
Diese Erscheinung rührt von Reflexionen in der Heaviside-Schicht her. Es wird angenommen, daß die Nachteffekte damit erklärt werden können, daß eine Drehung der Polarisationsebene auftritt, wenn die Strahlen von der Heaviside-Schicht reflektiert werden. Demgemäß soll zum Verständnis der vorliegenden Erfindung angenommen werden, daß bei denjenigen Strahlen, die den Empfänger direkt vom Sender erreichen, keine Drehung der Polarisationsebene auftritt, während bei denjenigen Strahlen, die den Empfänger durch eine oder mehrmalige Reflexionen von der Heaviside-Schicht erreichen, eine Drehung der Polarisationsebene auftritt.
Aus der oben aufgestellten Theorie folgt, daß die Zeit, die ein Signal braucht, um den Empfänger direkt vom Sender zu erreichen, von der Zeit verschieden ist, die dasselbe Signal braucht, um den Empfänger über die Heaviside-Schicht zu erreichen. Dieses Zeitintervall ändert sich mit dem Abstand zwischen Sender und Empfänger und liegt bei Abständen von etwa 370 km oder weniger in der Größenordnung von 0,00015 Sekunden. Man hat ferner beobachtet, daß die Polarisationsebenen der verschiedenen empfangenen Strahlen, die den aufeinanderfolgenden Wiederholungen desselben Signals entsprechen, verschieden sind, da die sich bei der ersten Wiederholung ergebenen Strahlen anders polarisiert sind als die Strahlen ■ der zweiten, dritten usw. Wiederholung. Wenn nur das zuerst aufgenommene Signal für Peilzwecke benutzt wird, werden die von dem Nachteffekt herrührenden Irrtümer beseitigt.

Die vorliegende Erfindung besteht im Prinzip darin, den Sender und Empfänger so anzuordnen und das Senden und den Empfang von Signalen so zu steuern, daß am Empfänger zwischen dem ersten direkt empfangenen Signal (Bodenwelle) und dessen Wiederholungen (Raumwelle) durch Reflexion an der Heaviside-Schicht unterschieden werden kann, und daß am Empfänger eine Einrichtung vorgesehen ist, die es gestattet, nur das zuerst empfangene (direkt ankommende) Signal für die Peilzwecke zu benutzen. Es ist demnach erfindungsgemäß der Sender so angeordnet, daß er eine Aufeinanderfolge gleicher, sehr kurzer Impulse sendet, von denen jeder eine Zeitdauer besitzt, die gleich oder kleiner ist als das Zeitintervall zwischen dem ersten Empfang des Signals (Bodenwelle) und seiner ersten Wiederholung (reflektierte Raumwelle). Dabei sind die Signalimpulse durch so große Zeitab-

schnitte voneinander getrennt, daß der Empfänger die von einem Signalimpuls herrührenden Wiederholungen empfangen kann, bevor der nächstgesandte Impuls empfangen ist. Die Impulse sollen demnach eine Dauer von etwa 0,00015 oder weniger Sekunden besitzen und mit gleichmäßigen Abständen von etwa 0,01 Sekunden gesandt werden. Am Empfänger sind Einrichtungen vorgesehen, um zwischen den Intervallen von ungefähr 0,00015 Sekunden empfangenen Impulsen zu unterscheiden, wobei der erste dieser Impulse für die Peilung benutzt wird und die weiteren Impulse dafür nicht benutzt werden. Abb. ι zeigt schematisch eine Sendevorrichtung.

Der Sender T ist bei M mit der Antenne A gekoppelt, wobei die primäre Wicklung P mit dem Sender verbunden ist und die sekundäre Wicklung S in der Antenne liegt. In Reihe mit S liegt ein Unterbrecher C, der durch einen Elektromotor D angetrieben wird, dessen Drehzahl durch eine Stimmgabel F konstant gehalten wird. Der Unterbrecher ist derart, daß (ein dauerndes Schwingen des Erzeugers vorausgesetzt) die Antenne innerhalb der aufeinanderfolgenden Zeitintervalle von 0,01 Sekunden jedesmal nur während 0,0001 Sekunden mit der Erde verbunden ist.

Abb. 2 zeigt den dazugehörenden Empfänger, der sich etwa auf einem Flugzeug befindet.

Dieser Empfänger besteht aus einem normal drehbaren Peilrahmen L, der mit einem Empfänger R über einen Unterbrecher C gekoppelt ist, der synchron mit dem Unterbrecher am Sender angetrieben wird. Im Ausgang des Verstärkers liegt eine Leuchtröhre V, die an einer rotierenden Scheibe RD sitzt, wobei die Verbindung zwischen dieser und dem Empfänger durch Bürsten B₃, B₄ erfolgt. Die optische öffnung dieser rotierenden Leuchtröhre ist ein Schlitz von solchen Abmessungen, daß Impulse von 0,00015 Sekunden getrennt werden können. Der Rahmen L ist direkt mit Schleifringen B am Unterbrecher C verbunden. Zu den Bürsten B₁, B₂ gehört noch ein nicht gezeichneter Zeiger, der sich über die Scheibe RD bewegt, wenn die Bürsten B₁, B₂ zwecks Phaseneinstellung verdreht werden.

Abb. 3 zeigt die Scheibe RD schematisch in Ansicht.

Im Ausgang des Empfängers befindet sich noch ein Telephon RT, so daß die Signale sowohl optisch als auch akustisch aufgenommen werden können. Die Scheibe RD wird synchron mit dem Unterbrecher C angetrieben und sitzt auf der Welle.des MotorsD', der wiederum durch eine Stimmgabel F' gesteuert wird.

Angenommen, der Unterbrecher am Empfänger sei kurzgeschlossen, so daß er also nicht. den Empfangsantennenkreis öffnet. Die Leuchtröhre und die Scheibenanordnung ergeben dann ein stillstehendes Bild des ersten Impulses und der folgenden Reflexionsimpulse; d.h. angenommen, jeder Impuls wird mit zwei Wiederholungen empfangen, die einen Abstand von 0,00015 Sekunden besitzen, so würde ein Beobachter drei Lichtstriche 1, 2, 3 erblicken, die einen kurzen Abstand voneinander besitzen (Abb. 4); der erste Strich rührt von dem ersten Empfang, der zweite Strich von der ersten Wiederholung und der dritte Strich von der zweiten Wiederholung her. Da die Impulse gleich sind und mit gleichen Intervallen gesendet werden und da Sender und Empfänger synchron laufen, ergibt jeder direkt empfangene Impuls einen Strich in derselben Stellung, jede erste Wiederholung einen Strich in einer zweiten anderen Stellung und jede zweite Wiederholung einen Strich in einer dritten anderen Stellung, wobei diese Lichtstriche infolge des stroboskopischen Effektes stillstehend erscheinen.

Die Wirkungsweise der oben beschriebenen Einrichtung ist folgende:

Die beiden Unterbrecher auf der Sende- und Empfangsseite werden synchronisiert, z.B. durch Aussenden besonderer Synchronsignale o. dgl. Der Empfängerunterbrecher wird zuerst abgeschaltet, d. h. kurzgeschlossen, so daß alle Impulse und deren Reflexionen empfangen und dazu benutzt werden, um scharfe Lichtstriche zu erzeugen, die an der Leuchtrohrscheibenkonstruktion beobachtet werden. Nun wird der Synchronunterbrecher am Empfänger in Betrieb gesetzt und die Phase der Bürsten B₁, B₂, die den Empfänger erregen und damit die Leuchtröhre über die Kollektoren B₃, B& zum Erleuchten bringen, durch die obenerwähnten Zeiger so eingestellt, daß dieser Zeiger mit einem ersten Lichtstrich zusammenfällt, d. h. es wird nur der Strich gesehen, der den direkt empfangenen Impulsen entspricht, und es werden nur die entsprechenden Signale im Telephon gehört. Das Gerät ist nun so eingestellt, daß der Empfänger für Wiederholungen der gesandten Impulse unwirksam ist.

Die Erfindung kann naturgemäß auch auf andere Weise verwirklicht werden, z. B. kann die mechanische Einrichtung zum Senden der kurzen und gleichen Impulse mit gleichförmigen im Abständen durch eine rein elektrische Einrichtung ersetzt werden, wie durch periodisch stark gedämpften Schwingungskreis. In ähnlicher Weise kann die mechanische Unterbrechungsdnrichtung am Empfänger durch eine Kathodenstrahlröhre ersetzt werden, die synchron mit dem Impulsgeber arbeitet und leuchtende Striche o. dgl. auf einem Schirm hervorruft. Die oben angegebenen Zahlenwerte sind natürlich nur Annäherungswerte. iao

Ferner ist die vorliegende Erfindung nur dann brauchbar, wenn der Abstand zwischen Sender

und Empfänger sowie Leistung des Senders und die Empfindlichkeit des Empfängers so sind, daß direkter oder Oberflächenempfang bei Tage möglich ist; denn wenn der Empfänger so weit vom Sender entfernt ist, daß ein Empfang bei Tag unmöglich und nur bei Nacht möglich ist, wird das System gemäß der Erfindung nicht wirksam sein können, da die einzigen Signale, die am Empfänger aufgenommen werden, Wiexo derholungssignale sind, die durch Reflexion an der Heaviside-Schicht hervorgerufen werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Drahtloses Peilsystem zur Vermeidung von Peilfehlern, die durch den Nachteffekt hervorgerufen werden, insbesondere für Flugzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß die Geräte zum Senden und Empfangen so angeordnet sind und daß das Senden und der Emp-

ao fang von Signalen so gesteuert' wird, daß am Empfänger zwischen dem ersten direkt empfangenen Signal (Bodenwelle) und dessen Wiederholungen (Raumwelle) durch Reflexion an der Heaviside-Schicht unterschieden werden kann, und daß am Empfänger eine Einrichtung vorgesehen ist, die es gestattet, nur das zuerst empfangene Signal für die Peilzwecke zu benutzen.

2. Sender für ein Peilsystem nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine Folge gleicher, sehr kurzer Impulse ausgesendet wird, von denen jeder eine Zeit dauert, die gleich oder kleiner ist als das Zeitintervall zwischen -dem ersten Empfang des Signals (Bodenwelle) und seiner Wiederholung (reflektierte Raumwelle), während die Signalimpulse durch so große Zeitabschnitte voneinander getrennt sind, daß der Empfänger die von einem Signalimpuls herrührenden Wiederholungen (Raumwelle) empfangen kann, bevor der nächstgesandte Impuls empfangen ist.

3. Sender nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer eines Impulses etwa 0,00015 Sekunden und das Zeitintervall zwischen zwei Impulsen etwa 0,001 Sekunden beträgt.

4. Sender nach Anspruch 2 und 3, gekennzeichnet durch einen mit konstanter Geschwindigkeit angetriebenen Unterbrecher im Kreis der Senderantenne.

5. Empfänger' für ein Peilsystem nach Anspruch 1 in Kombination mit einem Sender nach Anspruch 2 bis 4, gekennzeichnet durch einen Unterbrecher in der Empfangsantenne, der synchron mit dem Unterbrecher des Senders angetrieben wird.

6. Empfänger nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine mit der Unterbrechergeschwindigkeit angetriebene Leuchtröhre, die durch die empfangenen Signale erregt wird.

7. Empfänger nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterbrecher aus einer Scheibe besteht, die synchron mit einem entsprechenden Unterbrecher an der Senderseite angetrieben wird und verstellbare Bürsten enthält, die den eigentlichen Empfänger speisen, welcher sowohl eine Leuchtröhre zwecks optischer Signale als auch ein Telephon zwecks akustischer Signale betätigt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen