DE628763C

DE628763C - DF device with two identical, separately tunable receiving antennas

Info

Publication number: DE628763C
Application number: DET43606D
Authority: DE
Inventors: Dr Wilhelm Runge
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1934-02-16
Filing date: 1934-02-16
Publication date: 1936-04-15

Description

Peileinrichtung mit zwei gleichartigen, getrennt abstimmbaren Empfangsantennen . Die Erfindung betrifft eine Peileinrichtung, bei welcher zur Aufnahme der Signale zwei elektrisch gleichartige, räumlich in einem Abstand voneinander angeordnete, vorzugsweise um eine gemeinsame Achse drehbare, getrennt abstimmbare Empfangsantennen verwendet werden.DF device with two identical, separately tunable receiving antennas . The invention relates to a direction finding device in which to record the signals two electrically similar, spatially spaced apart, separately tunable receiving antennas, preferably rotatable about a common axis be used.

Bei der Peilung ferner Sender mit einem Drehrahmen entstehen bekanntlich dann Fehlpeilungen, wenn die Polarisationsebene des rückgestrahlten Feldes nicht so liegt, daB der elektrische Feldvektor in die durch Sender und Empfänger gelegte Vertikalebene fällt.It is well known that when finding remote transmitters with a rotating frame then incorrect bearings if the plane of polarization of the reflected field is not so lies that the electric field vector is placed in the position of the transmitter and receiver Vertical plane falls.

Bei der Reflexion der Peilwelle an der Heavisideschicht tritt je nach der Tageszeit eine verschiedene Drehung der Polarisationsebene der elektromagnetischen Wellen ein. Die vom Sender entlang der Erdoberfläche zum Empfänger laufende Welle (Bodenwelle) besitzt nur eine vertikale elektrische und eine horizontale magnetische Feldstärkekomp onente, welche beide senkrecht zur Verbindungslinie Sender-Empfänger gerichtet sind. Die an der Heavisideschicht reflektierte, schräg von oben einfallende, in ihrer Polarisationsebene gedrehte Raumwelle besitzt im Gegensatz zur Bodenwelle eine horizontale elektrische Komponente der Feldstärke quer zur Richtung Sender-Empfänger und eine horizontale magnetische Komponente in der Senderrichtung. Die in der Polarisationsebene gedrehten Feldstärkenkomponenten fälschen die Peilrichtung des Rahmenpeilers. Dieser Effekt tritt besonders stark in den Dämmerungszeiten, morgens und abends, und weniger ausgeprägt während der Nacht auf.' Zur Vermeidung dieses Dämmerungs- oder Nachteffektes ist bereits vorgeschlagen, anstatt eines Rahmens zwei Vertikalantennen zu benutzen, die um eine mitten zwischen ihnen liegende senkrechte Achse geschwenkt werden können, und die Differenz ihrer beiden Empfangswirkungen auf einen gemeinsamen Empfänger zu schalten (Adcockpeiler). Statt der beiden Vertikalantennen kann man auch zwei Rahmenantennen benutzen, welche gegeneinandergeschaltet sind. Ein solches Empfangssystem liefert immer eine Nullpeilung, wenn die Richtung der einfallenden Welle senkrecht auf der Verbindungslinie der beiden Antennen bzw. Rahmen steht, da dann beide Teile gleichphasig und gleich stark erregt werden, ihre Differenz also stets Null ist.When the bearing wave is reflected at the Heaviside layer, depending on the time of day a different rotation of the plane of polarization of the electromagnetic Waves a. The wave traveling from the transmitter along the surface of the earth to the receiver (Bump) has only one vertical electrical and one horizontal magnetic Field strength component, both of which are perpendicular to the transmitter-receiver line are directed. The one reflected on the Heaviside layer, incident obliquely from above, In contrast to the ground wave, a space wave that is rotated in its plane of polarization has a horizontal electrical component of the field strength across the direction of the transmitter-receiver and a horizontal magnetic component in the transmitter direction. The one in the plane of polarization rotated field strength components falsify the bearing direction of the frame direction finder. This Effect occurs particularly strongly in the twilight periods, morning and evening, and less pronounced during the night. ' To avoid this twilight or night effect it has already been suggested to use two vertical antennas instead of a frame, which can be pivoted about a vertical axis lying in the middle between them, and the difference between their two receiving effects on a common receiver to switch (Adcock direction finder). Instead of the two vertical antennas, you can also use two Use loop antennas that are connected to one another. Such a receiving system always returns a zero bearing if the direction of the incident wave is perpendicular on the connecting line of the two antennas or frame, because then both parts are excited in phase and equally strong, so their difference is always zero.

Derartige Antennenanordnungen stellen in theoretischer Hinsicht sehr gute und empfindlich arbeitende Peilgeräte dar. Die Abgleichung dieser auf dem Papier sehr einfachen Anordnung, die eine Gleichheit der Amplitude-und eine Phasenverschiebung von genau z8o° der von beiden Antennen gelieferten Energien erfordert, ist praktisch sehr schwierig: Das Verfahren hat folgenden Nachteil. Stimmt man die Antennen ab, so müssen die Abstimmungen außerordentlich gleich sein, da bei Unterschieden in den Abstimmungen der beiden Antennen Phasenverschiebungen der Empfangsspannungen bzw. Ströme entstehen, welche Peilfehler hervorrufen. Da in der Nähe der Abstimmungsresonanz die Phase sehr stark von der Genauigkeit der Abstimmung abhängt, ist dieses Verfahren praktisch undurchführbar. Legt man jedoch, um dieser Schwierigkeit zu entgehen, die Eigenwelle der beiden Antennen von der Empfangswelle so weit weg, daß die Phase von kleinen Unterschieden in der Eigenwelle der beiden Antennen nicht mehr wesentlich abhängt, so beherrscht man zwar die Phasengleichheit völlig; die von den Antennen aufgenommene Energie wird aber dann sehr klein. Da überdies nur die Differenz der von zwei Antennen aufgenommenen Amplitude im Empfänger zur Wirkung gelangt, so wirkt ein unabgestimmtes Peilsystem sehr unempfindlich. Diese Unempfindlichkeit durch Vergrößerung von Länge und Abstand der Antennen-wieder auszugleichen, gelingt aus konstruktiven Gründen nur in geringem Maße.Such antenna arrangements are very theoretical in terms of theory good and sensitive working direction finders. The comparison of these on paper very simple Arrangement that has an equality of amplitude and a phase shift of exactly z80 ° in the energies delivered by both antennas is very difficult in practice. The method has the following disadvantage. Is correct if you turn off the antennas, the settings must be extraordinarily equal, there if there are differences in the tuning of the two antennas, phase shifts of the Receiving voltages or currents arise which cause DF errors. There in the The phase of the tuning resonance closely depends on the accuracy of the tuning depends, this procedure is practically impracticable. However, one sets to this Difficulty escaping the eigenwave of the two antennas from the receiving wave so far away that the phase of small differences in the eigenwave of the two Antennas no longer depends significantly, then one can master the phase equality fully; the energy absorbed by the antennas then becomes very small. There moreover, only the difference in the amplitude recorded by two antennas in the receiver comes into effect, an uncoordinated bearing system is very insensitive. This insensitivity by increasing the length and distance of the antennas-again to compensate, succeeds only to a small extent for structural reasons.

Um überhaupt mit kleinen Antennen oder mit Rahmen Empfangsleistungen zu erzielen, die über' das Eigengeräusch einer Elektronenröhre hinausgehen, muß man, insbesondere bei kurzen Wellen, die Gitterspannung gegenüber der aus dem Feld aufgenommenen EMK durch Transformation erhöhen, und bei Hochfrequenz sind nur durch Resonanztransformation, also durch Abstimmungsmaßnahmen, relativ große Gitterwechselspannungen erzielbar. Versucht man jedoch, die von den Antennen aufgenommene Leistung erst über Abstimmittel auf hohe Spannungen zu bringen und dann Röhren zuzuführen, so stößt man auf die oben geschilderten -Schwierigkeiten. Die- Phasendrehung in einem abgestimmten - Kreis ändert sich mit kleinen Abstimmungsänderungen außerordentlich stark. - Auch isst es schwierig, zwei Hochfrequenzverstärker zu bauen, deren Verstärkungen absolut gleich groß sind.At all with small antennas or with frame reception services to achieve that go beyond 'the intrinsic noise of an electron tube must one, especially with short waves, the grid voltage compared to that from the field Increase recorded emf through transformation, and at high frequency are only through Resonance transformation, i.e. through tuning measures, relatively large alternating grid voltages achievable. If one tries, however, the power absorbed by the antennas first To bring them up to high voltages via tuning means and then to feed tubes, like that one encounters the difficulties described above. The phase shift in one coordinated - circle changes extraordinarily with small changes in voting strong. - Also it is difficult to build two high frequency amplifiers, their amplifications are absolutely the same size.

Aus diesen Darlegungen ergibt sich, daß sögenannte nachteffektfreie Peiler (Adcockpeiler) bisher praktisch nicht mit zufriedenstellendem Erfolg angewandt werden konnten.From these explanations it follows that so-called nocturnal effects Direction finders (Adcock direction finders) have so far not been used with satisfactory results in practice could become.

Die erfindungsgemäße Peileinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß in einer zu beiden Empfangsantennen symmetrischen Lage ein in seiner Wellenlänge veränderbarer, auf der jeweils gewählten Peilwelle arbeitender Hilfssender vorgesehen ist, welcher zur Kontrolle der Abstimmung die beiden Empfangsantennen in gleichem Maße erregt, derart, daß bei gleicher Abstimmung der Empfangsantennen die in bekannter Weise gegeneinandergeschalteten Empfangsspannungen bzw. Ströme sich: bei der Vereinigung in einem gemeinsamen Zwischenkreis aufheben.The direction finding device according to the invention is characterized in that in a position that is symmetrical to both receiving antennas changeable auxiliary transmitter working on the respectively selected bearing wave is provided is which to control the vote the two receiving antennas in the same Measures excited in such a way that with the same tuning of the receiving antennas in known Way against each other connected receiving voltages or currents: at the union cancel in a common intermediate circuit.

Man kann den Hilfssender entweder vor einer Peilung zum Abgleich der Anordnung in bezug auf Amplitude und Phase kurzzeitig einschalten und beim Übergang zum Empfang der Peilzeichen ausschalten, .oder man kann ihn während der Peilung eingeschaltet lassen.You can either use the auxiliary transmitter in front of a bearing to adjust the Switch on arrangement with respect to amplitude and phase briefly and on transition switch off to receive the bearing signs, .or you can switch it off during the bearing leave it switched on.

Es sind bereits ähnliche Anordnungen für Gegenverkehrsstationen bekannt, bei denen die Sendeantenne zwischen zwei gleichartigen, auf der Linie Sender--Empfänger angeordneten Empfangsantennen liegt, damit sich beim gleichzeitigen Sende- und Empfangsbetrieb die Zeichen des eigenen Senders im Ausgangskreis der auf einer anderen Wellenlänge arbeitenden Empfangsantennen aufheben und nur die Signale einer fernen Gegenstation wahrnehmbar werden.Similar arrangements for two-way traffic stations are already known, where the transmitting antenna is between two similar, on the line transmitter - receiver arranged receiving antennas, so that the simultaneous transmission and reception operation the characters of your own transmitter in the output circle on a different wavelength working receiving antennas and only the signals of a distant host become perceptible.

Es ist auch bekannt, zwischen zwei oder mehreren verschiedenphasig gespeisten Sendeantennen einen Empfänger zur Kontrolle des Strahlungsdiagramms anzuordnen.It is also known to be out of phase between two or more fed transmitting antennas to arrange a receiver to control the radiation pattern.

Alle diese äußerlich ähnlichen Anordnungen unterscheiden sich von der erfindungsgemäßen hinsichtlich des Verwendungszwecks bzw. der physikalischen Wirkung wesentlich.All of these outwardly similar arrangements differ from the invention with regard to the intended use or the physical Effect essential.

Zur einfacheren Bedienung der erfindungsgemäßen Peileinrichtung wird man die Anordnung so treffen, daß man bei einer Änderung der Peilwelle die Abstimmung des Hilfssenders gleichzeitig und in gleichem Maße mit den Abstimmungen der Empfangsantenne ändern kann.For easier operation of the direction finding device according to the invention the arrangement is made in such a way that when there is a change in the bearing wave, the vote of the auxiliary transmitter at the same time and to the same extent with the tuning of the receiving antenna can change.

Sind aus irgendeinem Grunde die Phasenlagen oder die Amplituden der Empfangsenergien in beiden Antennen verschieden, so tritt nach der Differenzbildung doch noch ein Empfang des Hilfssenders auf. Um dies zu vermeiden, kann man die durch beide Empfangsantennen aufgenommenen Energien vor der Vereinigung in einem Zwischenkreis auf getrennte Verstärker geben, welche einzeln im Verstärkungsgrad und gegebenenfalls in der-Phase regelbar sind.Are for some reason the phase positions or the amplitudes of the Receiving energies in the two antennas are different, so occurs after the difference is formed but still a reception from the auxiliary transmitter. To avoid this, you can go through the both receiving antennas absorbed energies before combining in an intermediate circuit give to separate amplifiers, which individually in the degree of amplification and if necessary can be regulated in the phase.

Arbeitet man nur mit abgestimmten Antennen und ohne zusätzliche Verstärkung derart, daß beide Empfangsantennen direkt auf einen gemeinsamen Zwischenkreis arbeiten, so wird man zweckmäßigerweise die Kopplungen beider Antennen mit dem Zwischenkreis veränderbar gestalten. Durch Abgleich von Amplitude (Verstärkung, Kopplung) 'und Phase (Abstimmung) läßt sich stets völlige Symmetrie erzielen.If you only work with coordinated antennas and without additional amplification in such a way that both receiving antennas work directly on a common intermediate circuit, so you will expediently the couplings of both antennas with the intermediate circuit make it changeable. By adjusting the amplitude (gain, Coupling) 'and phase (coordination) can always be achieved complete symmetry.

Diese Bedingungen sind nur unter Verwendung eines Hilfssenders in der erfindungsgemäßen Anordnung und Anwendung restlos zu erfüllen. In so einem Fall läßt sich dann das Empfangssystem völlig symmetrisch abgleichen und kann dann unbeeinfiußt vom Nachteffekt zur einwandfreien Peilung verwendet werden.These conditions are only available using an auxiliary transmitter in to meet the inventive arrangement and application completely. In such a case the receiving system can then be adjusted completely symmetrically and can then be unaffected can be used by the night effect for proper bearing.

Claims

PATENT CLAIMS: i. DF device with two similar, in one Spaced apart and preferably by one through the middle of the shortest Vertical axis of the connecting line, rotatable, separately tunable receiving antennas, characterized in that (3 in a symmetrical position to both receiving antennas one whose wavelength is changeable and works on the respectively selected bearing wave Auxiliary transmitter is provided, which the two receiving antennas to control the vote excited to the same extent, so that with the same tuning of the receiving antennas the received voltages or currents connected to one another in a known manner cancel each other out in a common intermediate circuit when they join. a. Direction finding device according to claim i, characterized in that -in a change in the. Bearing wave the coordination of the auxiliary station jointly and to the same extent with the votes the receiving antenna is changed. 3. DF device according to claim i, characterized in that that the energies picked up by both receiving antennas before the union given in an intermediate circuit to separate amplifiers -, verden which one individually can be regulated in the degree of amplification and, if necessary, in the phase. q .. direction finding device according to claim i, characterized in that both receiving antennas directly to one common intermediate circuit work and that the couplings of both coordinated antennas are changeable with this circle.