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Anordnung zur automatischen Enttrübung der von einem rotierenden Peilantennensystem
gelieferten Empfangsspannungen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf direkt
anzeigende Peiler, bei . denen das eigentliche Peilorgan, z. B. eine Goniometerspule,
in dauernde Umdrehung versetzt wird, um das am Ausgang des Empfängers auftretende
Peilergebnis oszillographisch sichtbar darzustellen. Während eine etwa vorhändene
Trübung durch Rückstrahler bei der Hörpeilung zur Folge hat, daß- im Peilminimum
kein absolutes Lautstärkenull auftritt, wirkt sie sich im Peilbild eines rotierenden
Sichtpeilers so aus, daß die Peilkurve a, wie sie z. B. in Bild i dargestellt ist;
entsprechend der Kurve b unten abgeflacht erscheint und mit ihrer Senkung nicht
auf die Nulllinie herunterkommt. Dieser Trübungseffekt kann beim rotierenden Peiler
wie bei der Hörpeilung dadurch beseitigt werden, däß die von einer ungerichteten
Antenne gewonnene Hochfrequenzspannung zur Kompensation der Trübungsspannung mit
geeigneter Amplitude und Phasenlage zusätzlich auf den Eingangskreis des Peilempfängers
gegeben wird, beispielsweise durch Einstellung eines zur Ankopplung dienenden Differentialkondensators.
Diese Art der Enttrübung bedeutet einen zusätzlichen Bedienungsgriff und somit einen
vermehrten Zeitaufwand zur Peilung, der beim Sichtpeiler schwerer ins Gewicht fällt
als bei der Hörpeilung.
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Es sind bereits Vorschläge gemacht worden, das Peilresultat automatisch
zu enttrüben, z. B. dadurch, daB das die Enttrübung regelnde Schaltglied, z. B:
der obenerwähnte Differentialkondensator, kontinuierlich durch alle Stellungen bewegt
wird. Während Vorschläge dieser Art nur eine zweckdienliche Erweiterung der bei
Hörpeilern üblichen
Schaltmaßnahmen und somit Behelfslösungen darstellen,
wird in der vorliegenden Erfindung ein Lösungsweg zur automatischen Ente trübung
vorgeschlagen, der direkt aus ryr' Natur des rotierenden Peilers erfolgt.r@ elektrische
Vorgänge ausnutzt, die nur beif, rotierenden Peiler auftreten.
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Zur Entwicklung des Erfindungsgedankens werden zunächst diese besonderen
elektrischen Vorgänge unter Bezugnahme auf den dafür gültigen mathematischen Ausdruck
erläutert: Bei der Peilung eines Senders, der am Empfänger mit der Frequenz coh
und der Amplitude Uo auftritt, entsteht bei der Rotation der Peilspule mit der Drehfrequenz
au, am Eingang des Empfängers eine Spannung, die in jedem Augenblick bestimmt ist
durch den Ausdruck: u - Uo cos a)ht # cos 0),t (a)
oder
Es treten also am Empfängereingang zwei Seitenbandfrequenzen mit dem Frequenzabstand
gleich der doppelten Rotationsfrequenz auf, die sich im Peilminimum durch gegenphasiges
Zusammentreffen auslöschen, wenn ihre Amplituden gleich sind. Umgekehrt folgt aus
dem Ausdruck (b), daß eine Trübung nur zustande kommen kann bei ungleicher Amplitude
dieser beiden Seitenbandfrequenzen.
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Auf diese Tatsache gründet sich der vorliegende Erfindungsgedanke,
der darin besteht, eine etwa auftretende Trübung dadurch automatisch zu beseitigen,
daß durch selbsttätige Regelglieder die Amplitude dieser Seitenfrequenzen zwangsläufig
gleichgehalten wird. Die erfindungsgemäße Anordnung zur automatischen Enttrübung
der von einem rotierenden Peilantennensystem gelieferten Empfangsspannungen ist
gekennzeichnet durch selbsttätig arbeitende Regelglieder, die die beiden durch die
Rotation des Antennensystems erhaltenen hochfrequenten oder zwischenfrequenten Seitenbandfrequenzen
auf einander gleicher Amplitude halten.
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Mittel, um eine solche Amplitudengleichheit zweier verschiedener Hochfrequenzschwingungen
zu erzwingen, gehören zum Stand der Technik. Es soll daher lediglich an Hand der
in den Abb. 2 bis 7 beschriebenen schematischen Ausführungsbeispiele gezeigt werden,
in welcher besonderen Weise dieser Stand der Technik zur Lösung der vorliegenden
Aufgabe zweckmäßig heranzuziehen ist.
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Allen Ausführungsbeispielen gemeinsam ist das Vorhandensein Einer
Quarzweiche; das ist beispielsweise ein mit Quarzfiltern ausgestatteter Sechspol,
der lediglich die beiden Frequenzen coj,+ co, und coh-oo, durchläßt und getrennt
an die entsprechenden Ausgangsklemmen führt. Eine solche Quarz->eiche wird gemäß
der weiteren Erfindung --direkt in den Empfangskanal oder in einen -Nebenkanal des
Empfängers gelegt. Die durch eine solche Weiche getrennten Seitenbandfrequenzen
werden dann getrennten Regelgliedern zugeführt. Die Regelglieder bewirken eine Amplitudenregelung
der beiden Seitenbandfrequenzen in einer solchen Weise, daß diese mit gleicher Amplitude
an das letzte Verstärkerglied gelangen. In den dargestellten Ausführungsbeispielen,
in denen eine Zwischenfrequenzv erstärkung vorgesehen ist, ist an Stelle von coh
sinngemäß der für die Zwischenfrequenz gültige Ausdruck zu setzen.
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In Abb. 2 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, das mit normalen
Amplitudenbegrenzern arbeitet. Mit c ist der Hochfrequenzteil, mit d der Zwischenfrequenzteil
bezeichnet. e ist die Quarzweiche, die die beiden Seitenbandfrequenzen voneinander
trennt und auf getrennte Amplitudenbegrenzer f und g gibt. Solche Amplitudenbegrenzer
sind an sich bekannt, so daß auf deren nähere Beschreibung im Rahmen der vorliegenden
Erfindung verzichtet werden soll. Diese beiden Amplitudenbegrenzer f und g haben
lediglich die Aufgabe, die Amplituden der beiden Seitenbandfrequenzen in jedem Augenblick
einander gleichzumachen. Die beiden Seitenbandfrequenzen müssen zu diesem Zweck
bestimmte Mindestamplituden besitzen, damit die Amplitudenbegrenzung für beide Spannungen
wirksam wird. Die von den Amplitudenbegrenzern f und g kommenden Spannungen werden
dann dem weiteren Teil la des Peilempfängers zugeführt.
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In Abb. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt. Sowohl
in Abb. 3 als auch in den folgenden noch zu beschreibenden Ausführungsbeispielen
werden die gleichen Schaltelemente durch die gleichen Bezugszeichen dargestellt.
Bei dem in Abb.3 dargestellten Ausführungsbeispiel werden die von der Quarzweiche
e kommenden Spannungen über die Glieder f' und g' auf den Hoch-bzw. Zwischenfrequenzteil
des Empfängers rückgekoppelt. Um eine Phasendrehung der Seitenbandfrequenzen vornehmen
zu können, sind in den Rückkopplungsleitern Phasenschieber i bzw.
k vorgesehen. Die Regelung erfolgt in der Weise, daß die durch die Quarzweiche
e voneinander getrennten Seitenbandfrequenzen gegenphasig den Empfangsfrequenzen
überlagert werden, so daß dadurch eine amplitudenabhängige Rückkopplung erreicht
wird. Beispielsweise wird durch das Glied f' eine Schwingung von der Frequenz coh
+ co, auf eine vorhergehende Verstärkerstufe
im negativen Sinn
rückgekoppelt und durch das Glied g' eine Schwingung von der Frequenz coh-co,. Bei
Ungleichheit der beiden Seitenbandfrequenzen wird also der Amplitudenausgleich dadurch
erzwungen, dat3 die schwächere Seitenbandfrequenz wenigergedämpft wird als die stärkere,
und ihre beiden Amplituden werden durch. diese Art der Regelung unabhängig voneinander
einen absolut gleichen Wert erhalten.
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Im Gegensatz zu dem besprochenen Ausführungsbeispiel, bei dem Hochfrequenz-
bzw. Zwischenfrequenzspannungen an voraufgehende Verstärkerstufen geliefert werden,
zeigt Abb. q. ein Ausführungsbeispiel für eine Regelung durch Gleichspannungen.
Die beiden Seitenbandfrequenzen werden in den Regelverstärkerstufen f" und g" verstäikt
und von hier aus über die Leitungen L an den Peiler bzw. an nachfolgende Verstärkerstufen
des Peilers weitergegeben. Gleichzeitig werden die Ausgangsspannungen von f" und
g" an eine Differentialanordnung mit Gleichrichter m gegeben, welche je nach dem
Überwiegen der Seitenbandamplitude von f" oder von g" positive oder negative Gleichspannungen
an ein zu f" bzw. g" gehörendes Röhrengitter liefert, derart, däß die Regelverstärker=
stufe mit stärkerer Ausgangsspannung automatisch negativ vorgespannt bzw. die mit
schwächerer Ausgangsspannung positiv vorgespannt wird.
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Des weiteren kann hierzu auch eine an sich bekannte Brückenschaltung
verwendet werden. Es ist aber auch möglich, die beiden von den Regelverstärkern
f" und g" gelieferten Spannungen über die Wicklungen eines polarisierten Relais
zu geben und durch dieses polarisierte Relais Kreise zur Erzeugung von -Gleichvorspannungen
für die Röhren der Regelverstärker f" bzw. g" einzuschalten.
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Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen engen die Quarzfilter
die Bandbreite des Empfängers ein. Bei einer Rotationsfrequenz des Goniometers von
2o Umdrehungen je Sekunde würde diese Bandbreite etwa q.o Hz betragen müssen. Da
j edoch die Frequenz der empfangenen Sender innerhalb dieses Bereiches nicht konstant
ist, würde bei einer Abweichung der Senderfrequenz um wenige- Hertz von der genauen
Abstimmung überhaupt keine Peilanzeige irr bezüg auf diese Stationen erfolgen. Berücksichtigt
man, daß kurzzeitige Frequenzschwankungen von etwa roo Hz und darüber zu erwarten
sind, so folgt daraus die Notwendigkeit, den Erfindungsgedanken in der Weise abzuändern,
daß der eigentliche Übertragungskanal eine normale größere Bandbreite besitzt und
daß die automatische Enttrübung mit Hilfe der in einem Nebenkanal des eigentlichen
Übertragungskanals liegenden Quarzweiche nur bei der genauen Abstimmung auf die
Senderfrequenz wirksam wird. Bei nicht genauer Abstimmung wird die automatische
'Enttrübungsregelung unwirksam.
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. In Abb. 5 ist ein Ausführungsbeispiel für eine solche automatische
Regelung dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird nach demselben Prinzip
wie bei dem in Abh. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel gearbeitet. f und g stellen
wiederum die beiden Amplitudenbegrenzer dar, deren Ausgangsspannungen gemeinsam
beispielsweise auf eine Röhrenschaltung n gegeben werden. Fließt in dem Anodenkreis
dieser Röhrenanordnung n ein Strom, so wird das Relais o erregt, das die Schalteinrichtung
y in der Weise betätigt, daß Quarzweiche e, Amplitudenbegrenzer
f
und g und Röhrenanordnung n in den Empfangskanal eingeschaltet werden. Der
Schalter y liegt dann in der Schaltstellung t. In jedem anderen Fall, d.
h. bei einer resultierenden Spannung O .am Ausgang der beiden Amplitudenbegrenzer
f und gwird das Relais o entregt, und die Schalteinrichtung Y wird mit Hilfe der
mechanischen Feder s in die Schaltstellung u gebracht. In dieser Schaltstellung
wird Quarzweiche e und Regelverstärker f und g ausgeschaltet. Der Empfänger besitzt
in diesem Fall die normale Bandbreite und kann auch bei nicht genauer Abstimmung,
bei der durch die Quarzweiche e keine Spannung hindurchgelassen wird,. einen Sender
nach der .bekannten Weise anzeigen: Um auch bei dem in .Abb. 3 dargestellten Lösungsprinzip
des Erfindungsgedankens bei Schwankungen der Senderfrequenz einen Sender anzeigen
zu können, ist in Abb. 6 ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem Quarzweiche
e und Regelglieder f' und g' in einem Nebenkanal des Empfangskreises angeordnet
sind. Die Rückkopplüng erfolgt im "übrigen in der gleichen Weise wie bei dem in
Abb. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel.
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Die vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele lassen sich unter Beibehaltung
des Erfindungsgedankens mannigfach erweitern und kombinieren. Eine solche Kombinationsmöglichkeit
soll an Hand des in Abb. 7 dargestellten Ausführungsbeispiels kurz erläutert werden.
Die Quarzweiche ,e befindet sieh wiederum in einem Nebenkanal des Empfangskreises
und gibt ihre Empfangsspannungen einerseits auf die beiden Rückkopplungsregler f"'
und g', andererseits auf die Differentialanordnung mit Gleichrichter m. 'Die
beiden Rückkopplungsregler f"' und g"' liefern je nach der Amplitude der zu ihnen
gehörenden Seitenbandfrequenzen eine Rückkopplungsspannung an eine vorhergehende
Verstärrkerstufe. Tritt in dem Uückkopplungsregler f"' die größere
Amplitude
auf, so wird beispielsweise über die Differentialanordnung mit Gleichrichter m eine
positive Gleichspannung an ein Röhrengitter von f"' gegeben und dadurch bewirkt,
daß die von f" ausgehende negative Rückkopplungsspannung erhöht wird. Grundsätzlich
wird also bewirkt, daß das Differentialregelglied durch Erzeugung von positiven
oder negativen Gittervorspannungen die Amplitude der hoch- oder zwischenfrequenten
Rückkopplungsspannungen im ausgleichenden Sinne beeinflußt.
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Durch die automatische Konstanthaltung der Amplituden der Seitenbandfrequenzen
nach den beschriebenen Ausführungsbeispielen wird gleichzeitig eine Kontrolle über
die genaue Abstimmung des Peilempfängers erzielt. Diese Kontrolle wird dadurch erreicht,
Saß die Regelung, wie an Hand der Abb. 5 bis 7 beschrieben wurde, nur bei genauer
Abstimmung einsetzt. Durch Anwendung der gemäß der vorliegenden Erfindung - vorgeschlagenen
Anordnung ist es daher möglich, Peilfehler zu beseitigen, die durch eine ungenaue
Abstimmung hervorgerufen werden.
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Durchläuft infolge des Aufbaues einer Weiche, ähnlich Abo 8, jede
Seitenbandfrequenz tOh -E- cor und o)h-uo" einen ihr besonders zugeordneten Kreis
f 1 bzw. f2, so erfährt keine dieser Frequenzen eine Phasenverschiebung.
Da die gegenseitige Phasenlage der Seitenbandfrequenzen aber die Lage des Peilminimums
über der Anzeigeskala bestimmt, tritt in diesem Falle keine Verlagerung dieses Peilminimums,
d. h. kein empfängerbedingter Peilfehler auf. Durchlaufen dagegen beide Seitenbandfrequenzen
zusammen einen (evtl. zusammengesetzten) Resonanzkreis, dessen Resonanzfrequenz,
wie üblich, in der Mitte zwischen den beiden Seitenbandfrequenzen liegt, so treten
entgegengesetzt -gleiche Phasenverschiebungen der Seitenbandfrequenzen und damit
Verlagerungen des Peilminimums auf, die mit sinkender Bandbreite wachsen und erhebliche
Werte annehmen.
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Die erfindungsgemäße Anordnung bietet infolgedessen die Möglichkeit
zum Bau von Sichtpeilern mit extrem scharfer Abstimmung ohne empfängerbedingte Peilfehler.