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Maximumpeiler Die vorliegende Erfindung betrifit einen Maximumpeiler,
der insbesondere in zrerbindung mit einem Zeigerinstrument Anavendung finden soll
Die Richtungsbestimmung von drahtlosen Sendern kann entweder mit Minimum- oder Maximumpeilern
erfolgen. Bei den Minimumpeilern wird aus den Stellungen des Empfangssystems bei
geringstem Empfang auf die Richtung des gepeilten Senders geschlossen.
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In der Praxis hat es sich als sehr störend herausgestellt, daß besonders
bei kurzen Wellen die Empfangsminima durch reflektierte Strahlungen verwischt werden.
Der Umstand, daß beim Minimumpeiler keine dauernde Sontrollanzeige dafür vorhanden
ist, ob sowohl die Sender als auch die Empfanger in Ordnung sind, bringt ein gewisses
Moment der Unsicherheit mit sich. Die theoretisch mögliche Schärfe der Einstellung
beim Minimumpeiler ist in Wirklichkeit kaum vorhanden, da Störspannungen und besonders
bei akustischer Anzeige das Fahrzeugmotorengeräusch eine genaue Minimumserkennung
rT'-möglich machen.
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Die Maximumpeiler, die bisher in Verbindung mit einem akustischen
Anzeigegerät verwendet wurden, haben andererseits den Nachteil, daß die Empfangsanordnung
erhebliche Winkelbeträge um die Hauptrichtung der maximalen Empfangsfeldstärke gedreht
werden muß, um eine Änderung in der Anzeige zu erhalten, da in der Nähe des Maximums
der Differentialquotient der Empfangsfeldstärke nach dem Drehwinkel klein ist. Die
Empfangsamplitudenunterschiede sind bei klei neren Abweichungen der Hauptempfangsrichtung
von der wahren Senderrichtung praktisch nicht mehr wahrnehmbar. Bei den bisher benutzten
akustischen Anzeigevorrichtungen kommt noch dazu, daß das Ohr erst bei Amplitudenunterschieden
von etwa 20 ovo eine Änderung der Lautstärke wahrnimmt. Um eine Verschärfung der
Maximumanzeige zu er halten, ist es bekannt, die Empfangscharakteristik im Empfänger
durch Anwendung von Verstärkern zu verschärfen, deren Verstärkungsgrad in Abhängigkeit
von der Größe der Empfangsenergie mehr als proportional geändert wird. Auch bei
dieser bekannten Anordnung ist jedoch der Ditferentialquotient der erhaltenen Anzeige
nach dem Drehwinkel des Richtantennensystems in der Maximalempfangsrichtung Null,
so daß die erzielbare Peilgenauigkeit noch beschränkt bleibt.
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Durch die vorliegende Erfindung werden
die Nachteile
der bisherigen V Verfahren beseitigt, und es wird eine einwandfreie und sichere
Maximumpeilung ohne zu große Bewegungen des Antennensystems gewährleistet.
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Gleichzeitig wird vermieden, daß die Richtantenne beim Ansteuern eines
Senders von Zeit zu Zeit von Hand aus gedreht werden muß, um feststellen zu können.
ob tatsächlich noch maximale Energie aufgenommen, d. h. ob der richtige Kurs eingehalten
wird.
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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, bei einem Maximumpeiler mit einer
Empfangsanordnung, in der die Richtcharaktclistil; des Peilsystems verschärft wird,
das zur Peilung auf das Maximum des Empfangs einzustel-Sende Peilsystem dauernd
hin und her zu schwenken und die Empfangsspannungen in an sich bekannter Weise über
nichtlinear wirkende elelitrische Schaltglieder dem Indikator zuzuführen. Die Schwenkung
des Peilsystems um kleine Winkelbeträge soll insbesondere mittels einer automatisch
wirkenden mechanischen Vorrichtung erfolgen; dadurch wird die Bedienung des Peilers
außer ordentlich erleichtert.
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Es ist bekannt, bei Minimumpeilern die Störungen im Minimum dadurch
zu umgehen, daß man das Peilsystem zwischen Punkten gleicher Feldstärke um das Minimum
pendeln läßt. Entsprechende Störungen treten bei dem Maximumpeiler nicht auf; demi
die Stör spannungen Siegen bei diesem weit unter den Pelspannungen und haben daher
keinen linfluß auf die erzielbare Peilgenauigkeit. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene
Isombination des pendelnden Peilsystems und der nichtlinearen Verstärkung im Empfänger
wird eine Peileinrichtung geschaffen, welche die Vorteile der Maximumpeilung mit
der Peilschärfe der Minimumpeiler vereinigt. mas im folgenden noch näher erläutert
werden soll.
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Eine beispielsweise Ausführung des erlindungsgemäßen Maximumpeilers
ist in Abb. im Prinzip wiedergegeben. R stellt eine Richtantenne, z. B. eine Antenne
mit Reflektor, oder einen Rahmen dar. Die von der Richtantenne aufgenommene hochfrequente
Energie wird gleichzeitig mit der eines lokalen Oszillators der Mischstufe M zugeführt.
Die daraus resultierende Zwischenfrequenz wird in einem Zwischenfrequenzverstärker
ZP verstärkt und in einer nichtlinear arbeitenden Richtstufe GL gleichgerichtet.
Die gleichgerichtete Spannung wird nach einer evtl. weiteren Verstärkung in einem
Niederfrequenzverstärker NF dem vorteilhaft quadratisch arbeitenden Anzeigeinstrument
Z zugeführt.
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Bringt man neben dem Empfangsanzeigeinstrument Z eine Anzeigevorrichtung
1" an, welche die jeweilige Stellung der Richtantenne, insbesondere die Übereinstimmung
der Hauptempfangsrichtung mit der Fahrt rielitung erkenneit läßt, so braucht der
erfindungsgemäße Maximumpeiler bei Verwendung als Zielkursweiser nur einmal, nämlich
zu Beginn der Fahrt, eingestellt zu werden.
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Im weiteren Verlauf der Fahrt hat der Fahrzeugfülirer nur darauf zu
achten, daß in der Mittelstellung der Anzeigevorrichtung V das im Ausgangslireis
des Empfängers liegende Instrument 7 die dem Empfangsort entsprechende Maximalamplitude
anzeigt. ist dies der Fall, so stimmt die Fahrtrichtung mit der Linie Empfänger-Sender
überein. Stellt sich im Empfangsanzeigeinstrument die dem Ort entsprechende maximale
Amplitude vor oder nach der Mittelstellung von V ein, dam kann der Fahrzeugführer
daraus erkennen, in welcher Richtung er vom Kurs abgewichen ist.
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Die Kenn@lichmachung kleiner Amplitudenunterschiede kann weiter gesteigert
werden durch Verwendung eines nichtlinear, vorzugsweise quadratisch wirkenden, optischen
Zeigergerätes.
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An Hand der Abb. 2 soll nun die Wirkungsweise des Maximumpeilers
nach der Erfindung erläutert werden. Der Pfeil P deutet die Richtung an, aus der
ein ferner Sender einfällt. Die Kurve e stellt den Verlauf der Empfangsamplituden
in Abhängigkeit vom Winkel a zwischen der Hauptempfangsrichtung der Antenne und
der Linie Empfänger ---Sender dar. Die Kurve stellt den Verlauf der Anzeige eines
Zeigerinstrumentes in Ab ahängigkeit vom selben Winkel a dar. Durch mehrere in geeigneter
Weise nichtlinear wirkende Glieder im Zuge des hoch- oder niederfrequentcii Empfängerteils
ist erreicht worden, daß relativ geringe Winkelabweichungen ## der Richtantennen
von der Senderrichtung relativ große Unterschiede in den Ausgangsamplituden des
Empfängers ergeben.
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#e ist der Differenzenquotient der Emp-## fangsamplitudcnunterschiede
und der Winkelabweichung. ist der Differenzenquotient der Anzeigeunterschiede und
der Winkelabweichung.
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Wenn das Peilsystem um den Winkel ## um eine Mittellage pendelt,
dann wird der Zeiger nacheinander die Skalenwerte l, 2, 3, 2 und i durchlaufen,
wobei die Endwerte und 3 gleich gror3 sind. Weicht jedoch die Einfallsrichtung der
Wellen um einen kleinen WinkelE von der Mittellage der Pendelung des Peilsystems
ab, d. h. wenn die Pendelung zwischen den Winkelwerten - (# + s) und (# e) erfolgt,
dann schwenkt die Anzeige
zwischen den Werten 4, 2, 5, 2 und 4,
und die Werte 4 und 5 sind nicht mehr gleich groß, sondern schließen eine Skalendifferenz
ein, die der Strecke A-B entspricht. Es läßt sich leicht zeigen, daß diese Skalendifferenz
für kleine Winkel e proportional diesem Winkd ist. Da somit jede Ausweichung aus
der Maximumrichtung durch eine proportional mit dem Fehlwinkel wachsende Anzeige
erkennbar ist, wird der Nachteil der bisherigen Maximumpeiler durch die Erfindung
vermieden.
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Der erfindungsgemäße Maximumpeiler gewährleistet ferner durch die
dauernde Anzeige einer um relativ kleine Werte schwankenden Amplitude zu jeder Zeit
eine Kontrolle über das ordnungsgemäße Funktionieren des Senders und Empfängers.
Etwa auftretende Störamplituden und nicht erwünschte reflektierte Strahlungen verschwinden
praktisch gegenüber der großen betriehsinäßigen Empfangsamplitude. Durch die Verwendung
mindestens zweier nichtlinearer, die kleinen Amplitudenunterschiedle deutlich kennbar
machender Zwischenglieder im Peiler wird einerseits die erforderliche Schwenkbewegung
der Empfangsanordnung nochmals verkleinert und andererseits die Anzeige verdeutlicht.
Wird bei dem erfindungsgemäßen Peiler mit Rü&ksicht auf die venvendeten kurzen
Wellen Zwischenfrequenzempfang durchgeführt, so wird eine weitere (dritte) nichtlineare
Stufe zugeschaltet, die wiederum zur Verdeutlichung der an sich geringen Eingangsamplitudenunterschiede
beiträgt.
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Die Amvendung des Erfindungsgedankens ist nicht auf Peileinrichtungen
mit Zeigerinstrumenten zur Empfangsanzeige beschränkt.
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G egegebenenfalls können ebenso akustische oder andere optische Anzeigeinstrumente
verwendet werden.