DE672124C - Leitstrahlsender - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Funkanlage mit Richteigenschaften, insbesondere sog. Funkbaken, die mit Lautstärkenvergleich arbeiten, d. h. Baken, bei denen verschiedene zusammengehörige komplementäre Signale (wie z. B. die Morsezeichen A und N oder E und T) in verschiedenen vorgegebenen Richtungen derart ausgestrahlt werden, daß in einer bestimmten zwischen den erwähnten gegebenen Richtungen liegenden Richtung die beiden komplementären Signale ein charakteristisches drittes Signal ergeben, das, wenn die komplementären Signale die Morsezeichen A und N sind, beispielsweise ein Dauerstrich ist. Auf jeder Seite dieser

'5 Zwischenrichtung, die als Leitstrahlzone bezeichnet werden kann, wird das eine oder das andere der komplementären Zeichen empfangen und auf diese Weise einem mit einem geeigneten Funkempfänger ausgerüsteten Luft- oder Wasserfahrzeug angezeigt, ob es sich in der Leitstrahlebene bzw. auf welcher Seite derselben es sich befindet.

Eine besonders einfache Ausführung einer bekannten Funkbake benutzt ein Paar von starren senkrechten Rahmenantennen, die aufeinander senkrecht stehen und abwechselnd mit den beiden komplementären Signalen erregt werden, so daß die eine Rahmenantenne das eine und die andere das andere Signal ausstrahlt.

Mit einer derartigen Einrichtung erhält man ein Polardiagramm, das im einfachsten Fall aus vier gleich großen Kreisen besteht, wobei zwei dieser Kreise, die dem räumlichen oder Polardiagramm des einen Signals entsprechen, einander berühren und ihre Mittelpunkte und der Berührungspunkt auf derselben Geraden liegen; ebenso berühren sich auch die beiden anderen Kreise, die das Polardiagramm für das andere Signal darstellen, und ihre Mittelpunkte sowie der Berührungspunkt liegen auf einer zweiten Geraden, die auf der ersten senkrecht steht. Mit einer derartigen Einrichtung erhält man Zonen gleicher Lautstärke in Richtungen, welche die rechten Winkel zwischen den zwei aufeinander senkrecht stehenden Geraden halbieren. Obgleich diese bekannte Anordnung den Vorteil großer Einfachheit besitzt, da die Einrichtungen zur Erregung der Antenne überaus einfach sind und ein Minimum an Energieleitungen erforderlich ist, leidet diese Anordnung ebenso wie alle anderen bekannten Rahmenantennenanordnungen unter dem fühlbaren Mangel des sog. Nachteffektes und ähnlicher Mißweisungen; infolgedessen ist der Gebrauch derartiger Baken beschränkt, und in der Nachtzeit können sie nur für kurze Reichweiten und mittlere oder lange Wellen verwendet werden. Wenn man sie in einem Wellenbereich zwischen 100 und 200 m benutzt, unterliegen diese Anordnungen auch Mißweisungen selbst während der Tageszeit.

Um die obenerwähnten praktischen Beschränkungen und Nachteile zu vermeiden, hat man vorgeschlagen, verschiedene nach dem sog. Adcock-Prinzip arbeitende Einrichtungen zu, verwenden. Diese bestehen aus senkrechten Äfi* tennen, welche durch abgeschirmte oder abg glichene Speiseleitungen erregt werden und angeordnet sind, daß sie mit verschiedenen komplementären Zeichen erregt werden, um Leitstrahlzonen zu bilden. Alle bekannten Arten von Adcock-Funkbaken enthalten notwendigerweise Energieleitungen von beträchtlicher Länge und Umständlichkeit und sind entworfen mit Hinblick auf einen Ausgleich oder eine Abschirmung der waagerechten aufnahmefähigen Leiterelemente des Systems (der Energieleitungen), so daß waagerecht polarisierte elektrische Felder keine Richtungsanzeige hervorrufen. Obgleich die bekannten Adcock-Funkbaken den Rahmenantennensystemen in bezug auf Freiheit vom Nachteffekt und ähnlichen Fehlern beträchtlich überlegen sind, haben sie den Nachteil, verhältnismäßig teuer und kompliziert zu sein.

Der Hauptgegenstand der Erfindung ist die Schaffung" einer verbesserten Funkbake, die hinsichtlich des einfachen Aufbaus mit einem Rahmenantennensystem und gleichzeitig hinsichtlich ihrer Brauchbarkeit mit einem Adcock-System hoher Qualität vergleichbar ist. Wie später gezeigt werden wird, sieht die Erfindung Funkbaken vor, mit denen brauchbare Ergebnisse trotz Verwendung von nur zwei senkrechten Antennen erhalten werden können. Im Bedarfsfall ist es für besondere Zwecke j edoch möglich, auch mehr als zwei Antennen vorzusehen, insbesondere dann, wenn gleichzeitig mehrere Richtungen gekennzeichnet werden sollen.

Erfindungsgemäß enthält ein Leitstrahlsender mindestens zwei Rundstrahlantennen, die in einem Abstand von ungefähr einer halben Wellenlänge angeordnet sind und die abwechselnd in Phase für das eine von zwei komplementären Zeichen und in Gegenphase für das andere Zeichen gespeist werden. Eine vorteilhafte Ausführung besteht darin, eine einzige Schalteinrichtung sowohl für die Phasenumschaltung der Antennen als auch für die Umschaltung im Rhythmus komplementärer Zeichen vorzusehen. Die erfindungsgemäße Anordnung ist also so getroffen, daß das Polardiagramm für die eine Erregung aus einem Paar von symmetrischen Figuren besteht, deren jede durch eine durch ihren Berührungspunkt gehende Linie halbiert wird, während das andere Polardiagramm für die andere Erregung ein Paar von symmetrischen Figuren besitzt, deren jede durch eine durch ihren Berührungspunkt gehende Linie halbiert wird. Die beiden Geraden stehen dann wenigstens angenähert aufeinander senkrecht. Die Strahlungsdiagramme liegen also derart, daß

Leitstrahlzonen in zwischen den erwähnten Geraden liegenden Richtungen gebildet werden. Es ist zwar schon ein Verfahren zur Erzeugung ■ausgezeichneter Linien im Raum bekannt, bei zwei in einem bestimmten Abstand angeete Antennen gleichzeitig die gleiche Wellenige ausstrahlen. Je nach der Phasenlage der v&n beiden Antennen kommenden Wellenzüge bilden sich hierbei im Raum Interferenztöne aus, bei denen bestimmte Linien durch Nullempfang gekennzeichnet sind. Die Lage dieser zu markierenden Linien kann durch geeignete Phasenlage der die Antennen speisenden Ströme geändert werden.

Diese Anordnung macht also von einem Interferenzfeld mit zahlreichen Interferenzzonen Gebrauch, das infolge seiner Vieldeutigkeit zur Führung von Fahrzeugen ungeeignet ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform der E,rfmdung enthält ein Paar von senkrechten Antennen, die in einem Abstand von ungefähr einer halben Wellenlänge stehen und in Phase für eines von zwei komplementären Signalen und in Gegenphase für das andere Signal gespeist werden. Das entstehende Polardiagramm besitzt die in Fig. ι dargestellte Form; die beiden Kurven 1 und 2 stellen das Polardiagramm für die gegenphasige Erregung und die beiden Kurven 3 und 4 das Polardiagramm für die gleichphasige E·"-regung dar; die Leitstrahlen sind durch die Geradens und 6 angedeutet.

Die Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung eine einfache Anordnung gemäß der Erfindung. Die Antennen A und JS besitzen einen gegenseitigen Abstand von einer halben Wellenlänge und die üblichen Abstimmittel am unteren Ende. Die Antennen können durch Energieleitungen C und D gespeist werden, die vorzugsweise abgeschirmt sind; jede Speiseleitung enthält Phasenabgleich- und Synchronisierungsabschnitte E und F, die an sich bekannt sind. Die Trägerschwingung wird den Antennen von einer nicht gezeichneten Quelle über den Transformator M und eine Schalteranordnung zugeführt, welch letztere vier Schaltmesser S₁, S₂, S₃, S₄ enthält, die mit acht Kontakten K₁ bis K₈ zusammenarbeiten; die Schalteranordnung ist derart, daß alle Schaltmesser gleichzeitig bewegt werden können und entweder die linke oder die rechte von den in der Zeichnung dargestellten Lagen einnehmen. In der linken Stellung berühren die vier Schaltmesser S₁ bis S₄ die ungeradzahligen Kontakte und in der rechten Stellung die geradzahligen Kontakte. Bei der in der Fig. 2 dargestellten Anordnung ist angenommen, daß die komplementären Zeichen aus je einem einzigen Element bestehen, d. h. das eine von den Zeichen ist der Morsebuchstabe E (.) und das andere der Morsebuchstabe T (—), so daß die Schaltmesser während eines dem einen Signal entsprechenden Zeitabschnittes in der einen

Stellung gelassen und dann für eine dem anderen Signal entsprechende Zeitdauer in die andere Stellung gebracht werden. Auf diese Weise kann man es so einrichten, daß die vier Schalter gleichzeitig durch eine nicht gezeichnete Signaltrommel derart betätigt werden, daß die linke Stellung während einer dem Buchstaben E ent-^ sprechenden Zeit und die rechte Stellung* während einer dem Buchstaben T entsprechenden..

ίο Zeit eingenommen wird usw. Diese Anordnung besitzt den Vorzug großer Einfachheit, da zur Aussendung komplementärer Zeichen keine anderen Schalter vorgesehen zu werden brauchen als diejenigen, die man zur Phasenumschaltung zwischen den Antennen benötigt, wobei die Schalterbewegungen so einfach wie möglich sind und nur aus direkten und abwechselnden Bewegungen zwischen zwei Endstellungen bestehen. Wie man aus der Zeichnung sieht, werden die beiden Antennen gleichphasig gespeist, wenn sich die Schalter in der linken, zur Aussendung des Buchstabens E bestimmten Stellung befinden, während sie in der rechten, zur Aussendung des Buchstabens T bestimmten Stellung in Gegenphase erregt werden.

Eine Untersuchung des Polardiagramms in Fig. ι zeigt, daß eine scharfe und im wesentlichen gleiche Anzeige auf jeder Seite einer Leitstrahlzone erhalten wird, daß aber die Leitstrahlen aufeinander nicht senkrecht stehen, sondern Winkel von 60 und 120 ° einschließen.

Bei der Beschreibung der Fig. 2 wurde der Abstand zwischen den Antennen mit einer halben Betriebswellenlänge angegeben, jedoch sind auch andere Anordnungen möglich; beispielsweise beeinflußt eine geringe Abweichung des Abstandes von einer halben Wellenlänge die relative Amplitudenänderung zu beiden Seiten des Leitstrahls, und man kann es durch eine solche Abweichung praktisch erreichen, daß die relativen Amplitudenänderungen für kleine Abweichungen nach beiden Seiten des Leitstrahles fast gleich groß sind.
Wenn eine Mehrzahl von Leitstrahlzonen mit vorgegebenen Azimuten benötigt wird, kann man einen zentralen Strahler mit konstanter Phase verwenden und durch Hinzufügung von mit Phasenwechsel gespeisten Antennen die verschiedenen Leitstrahlen erzeugen. Ein einfacher Fall dieser Art ist in der Fig. 3 schematisch dargestellt, in der drei Antennen A₁, A₂ und A₃ durch Kreuze angedeutet sind. Die Leitstrahl-,',zqnen, welche man durch Speisung verschiedener Paare der drei Antennen erhält, sind in der Fig. 3 durch gestrichelte Gerade angedeutet. Die Linien E₁, E₂ stellen die Leitstrahlen dar, welche man durch Speisung der Antennen A₁, A₃ in Phase und in Gegenphase, wie an Hand der Fig. 2 angegeben, erhält, während die Linien E₁ und E₃ die Leitstrahlen andeuten, die man durch Speisung der Antennen A₁ und A₂ in Phase und in Gegenphase erhält. Weitere Kombinationen vermag der Fachmann ohne weiteres herzustellen. Selbstverständlich kann auch jedes bekannte Tast- oder Modulationssystem zur Abgabe der gewünschten Signale herangezogen werden.

Wichtige Anwendungen des Erfindungsgedankens sind:

1. Kurzwellen-Adcock-Funkbakensender mit senkrechten oder waagerechten Strahlern,

2. Mittelwellen-Adcock-Funkbakensender mit Betriebswellen ven 100 bis 200 m, wo einfache, aus Einelementenzeichen gebildete Leitzonen ausreichen, und

3. Adcock-Funkbakensender mit Betriebswellen von 800 bis 1000 m und großer Leistung.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Leitstrahlsender, gekennzeichnet durch mindestens zwei Rundstrahlantennen, die in einem Abstand von ungefähr einer halben Wellenlänge angeordnet sind und die abwechselnd in Phase für die Dauer eines von zwei komplementären Zeichen und in Gegenphase für das andere Zeichen gespeist werden.

2. Leitstrahlsender nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Umschalter für die Phasenumschaltung der Antennen, die go gleichzeitig die Umschaltung im Rhythmus komplementärer Zeichen vornehmen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen