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Peilempfänger mit optischer Anzeige Die vorliegende Erfindung stellt
einen Peilempfänger dar, bei dem die Richtung einer Sendestation durch Vergleich
der Phase zweier von getrennten Antennen aufgenommener Emp fangs spannungen erhalten
wird.
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Bei den bekannten Peilsystemen, die mit Rahmen arbeiten, ist es zur
Erzielung einer scharfen Richtungsangabe erforderlich, den Rahmen in die Stellung
minimalen Empfanges zu drehen. Eine solche Minimumpeilung ist nicht immer günstig.
So ist z. B. bei Vorhandensein von atmosphärischen Störungen die Einstellung auf
Null- oder minimalen Empfang sehr schwierig.
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Es ist bereits ein Verfahren zur akustischen Peilung bekannt, tbei
dem die Empfangsenergien örtlich getrennter Schallempfänger in ihrer Phasenlage
verglichen werden, indem sie über getrennte Verstärker den beiden aufeinander senkrecht
stehenden Ablenksystemen eines Oszillographen zugeführt werden. Bei Phasengleichheit
der Spannungen wird am Anzeigeschirm eine gerade Leuchtlinie erhalten, während eine
Phasendifferenz durch eine elliptische Verformung der Leuchtspur erkennbar ist.
Um bei dieser bekannten Anordnung keine Fehlanzeige zu erhalten, sind jedoch Verstärker
erforderlich, die während des Betriebes ihre Phasendrehungen. und ihren Verstärkungsgrad
nicht ändern, eine Bedingung, die in der Praxis schwer zu erfüllen ist.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile wird gemäß der vorliegenden Erfindung
ein Peilempfänger mit optischer Anzeige mittels eines Oszillographen, insbesondere
eines Braunschen Rohres, vorgeschlagen, bei dem ebenfalls ein Phasenvergleich der
Empfangsenergie
zweier örtlich getrennter Antennensysteme vorgenommen
wird, und der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Empfangs; spannung der einen Antenne
eine Kreis ablenkung des Oszillographenstrahles bewiflçt -und daß der Phasenvergleich
durch wechs-aweise zusätzliche Steuerung des Oszillographenstrahles in radialer
Richtung durch die Empfangsspannungen einer der beiden Antennen mittels eines weiteren
Steuersystems bei Verwendung eines Braunschen Rohres, vorzugsweise der zweiten Anode
desselben, erfolgt. Wenn zwei Antennen beispielsweise 10 m voneinander entfernt
aufgestellt werrden und eine Antenne 3° cm näher einer Sendestation liegt als die
andere, dann schließt das Lot auf die Verbindungslinie dieser beiden Antennen mit
der Richtung zum Sender einen Winkel von ungefähr 20 ein.
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Arbeitet der Sender z. B. mit einer Frequenz von 1000 kHz. dann beträgt
die Phasendifferenz der Empfangsspannungen der beiden Antennen angenähert 0,360.
Diese Phasendifferenz wird mit Hilfe eines Oszillographen zur Anzeige gebracht und
zur Peilung ausgewertet.
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Der Erfindungsgedanke soll nun an Hand der beiliegenden Zeichnungen
erklärt werden, von denen -Abb. I ein schematisches Schaltbild. eines Ausführungsbeispieles
des erfindungsgemäßen Peilempfängers und -die Abb. 2, 3 und 4 die Leuchtbilder der
Kathodenstrablröbre darstellen, die zur Anzeige der gegenseitigen Phasenlage der
beiden Empfangs spann ungen verwendet werden.
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In Abb. I stellen A und B zwei Vertikalantennen dar, die an den beiden
Enden der Basisstrecke AB aufgestellt sind. Die Antennen sind über gestreckte Leitungen
3, 5 mit den Schalterl;ontakten 7 bzw. 9 verbunden. Die Antenne,4 ist ferner direkt
an einen Überlagerungsempfänger II angeschlossen.
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Ein zweiter Überlagerungsempfänger I3 ist mit dem Schaltmesser 15
des Schalters I7 verbunden. Die beiden Empfänger II und I3 liegen an dem gemeinsamen
Oszillator 19.
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Die Ausgangsspannung des Verstärkers 1 1 wird Phasenschiebern 21,
23 zugeführt. Der Phasenschieber 21 wird so eingeregelt daß er einen 450 nacheilenden
Strom liefert, wogegen der zweite Phasenschieber einen 450 voreilenden Strom ergibt.
Die resultierende Phasenverschiebung der beiden Ströme beträgt daher 90°.
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Die Phasenschieber 21, 23 sind mit den Primärwicklungen 25, 27 der
Transformatoren 29, 31 verbunden. Die Sekundärwicklungen 33, 35 dieser Transformatoren
sind an die beiden Ablenksysteme 37, 39 der Kathodenstrahlröhre 41 angeschlossen.
Die Vorspannung der Ablenkelektroden erfolgt durch die Batterien 43, 45. Die an
die Ablenksysteme angeschlossenen Wechselspannungen bewirken eine kreisförmige oder
anders get4çrümmte Leuchtspur.
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@ Die Ausgangsspannung des zweiten Emp-.-fängers I3 liegt an einem
Frequenzvervielfacher 47. Die Aufgabe des Frequenzvervielfachers ist, wie sein Name
besagt, die Frequenz der angelegten Spannung zu vervielfachen, im vorliegenden Fall
z. B. um den Faktor 6. Die Ausgangsspannung des Frequenzvervielfachers wird über
eine Batterie 49 an die zweite Anode 51 der Kathodenstrahlröhre 41 gelet. Die übrigen
Elektroden der Röhre sind in bekannter Weise an entsprechende Spannungsquellen angeschlossen.
Die an die Röhre gelegte Spannung mit der vervielfachten Frequenz bewirkt eine Verformung
der kreisförmigen in eine zahnradförmige Leuchtspur. Die Zahl der Zähne hängt dabei
vom Faktor der Frequenzvervielfachung ab.
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Die Arbeitsweise der Anordnung ist nun folgende. Die beiden Empfänger
werden auf die Trägerwelle des Senders abgestimmt, dessen Richtung ermittelt werden
soll.
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Wenn der erste Empfänger II auf die Kathodenstrahlröhre arbeitet,
dann wird, solange der zweite Empfänger von der Antenne getrennt ist, durch die
vorgesehenen Phasenschieber ein Kreis 53, wie in Abb. 2 dargestellt, auf dem Leuchtschirm
hervorgerufen.
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Wird der zweite Empfänger 13 an die Antenne A angeschlossen, dann
wird sich die Kieisspur verformen, und es wird eine zahnradförmige Spur nach Art
der Linie 55 der Abb. 2 entstehen, wenn der Faktor der Frequenzerhöhung 6 beträgt.
Dieses Schirm bild wird stillstehen.
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Wenn der zweite Empfänger I3 von der Antenne A getrennt und an die
Antenne B angeschlossen wird, dann wird keine Änderung des Schirmbildes auftreten,
solange die Empfangsspannungen in beiden Antennen 1 und B gleiche Phase besitzen.
Besteht jedoch eine Phasendifferenz zwischen den Empfangsspannungen der Antenne,
dann wird sich das Zahnradbild nach rechts oder links in eine neue Ruhelage drehen,
je nachdem die Spannung der Antenne B jener der Antenne X vor- oder nacheilt. Bei
gleicher Phasenlage beider Empfangsspannungen d. h. also wenn die Basisstrecke der
beiden Antennen parallel zur Wellenfront liegt, wird das Schirmbild bei Umlegen
des Schalters 15 von der Stellung 7 auf die Stellung g keine Änderung erfahren.
- Die empfangene Sendestation liegt dann in der Richtung senkrecht auf die Basisstrecke
der beiden Antennen. Der Betrag der durch die Kathodenstrahlröhre angezeigter Phasendifferenz
der beiden Spannungen
ist ein Maß für den Winkel, den die Basisstrecke
mit der Richtung der Sendestation einschließt.
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Anstatt das Schirmbild der Kathodenstrahlröhre als Ganzes zu betrachten,
ist es vorteilhaft, die Vorspannung der Röhre so zu wählen, daß das Schirmbild so
stark vergrößert wird, daß nur ein Teil der zahnradförmigen Leuchtspur nach Abb.
3 auf dem Schirm erscheint. Der Schirm kann durch eine Maske 59 verkleidet werden,
die einen Schlitz 6I besitzt, durch welchen ein Teil der Leuchtspur als schräge
Linie sichtbar -ist.
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Auf der Maske ist eine Skaleneinteilung65 angebracht.
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Der Punkt mit der Phasendifferenz Null kann eingestellt werden, indem
man beide Empfänger 11 und I3 an die Antenne anschließt. Die Empfangsspannungen
werden dann keine Phasendifferenz aufweisen, und die Linie 63 wird stillstehen und
die Nullage anzeigen. Wird der Empfänger I3 an die Antenne B angeschlossen und die
Linie 63 ändert ihre Stellung, dann ist dies ein Zeichen dafür, daß die Basisstrecke
AB - nicht parallel zur Front der ankommenden Welle steht, so daß die Empfangsspannungen
der beiden Antennen eine Phasenverschiebung aufweisen. Es kann daher durch Verdrehen
der Antenne in der horizontalen Ebene um ihren gemeinsamen Mittelpunkt die Phase
der von den beiden Sendern aufgenommenen Empfangs spannungen in Übereinstimmung
gebracht werden. Es ist dann die Basisstrecke parallel zur Wellenfront und senkrecht
zur Richtung des einfallenden Senders.
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Man erhält eine ständige Anzeige der Nulllage, wenn man ungefähr
25mal pro Sekunde von der Antenne B auf die Antenne A umschaltet. Diese Umschaltung
kann von Hand aus, mechanisch oder elektrisch erfolgen.
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Wenn es erwünscht ist, die Lage der Nulllinie bezüglich der schrägen
Leuchtlinie auf dem Schirm festzustellen, dann kann die Spannung, die an die zweite
Anode gelegt wird, um I800 umgepolt werden in der Zeit, während beide Empfänger
an die Antenne angeschlossen sind. Die Nullage wird dann durch zwei senkrecht gekreuzte
Linien nach Art der Linien 65 in Abb. 4 angezeigt.
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Die relative Phasenlage der Empfangsspannungen in den Antennen ist
praktisch unabhängig von der Entfernung der Antennen vom Sender und ändert sich
bei konstantem Einfallwinkel der Strahlung nur mit der Wellenlänge der empfangenen
Station.
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Um daher die- Richtung des Senders in Winkelgraden zu erhalten, muß
ein von der Empfangsfrequenz abhängiger Umrechnungsfaktor, der das Verhältnis von
Phasenwinkel zu Anzeigewinkel wiedergibt, berücksichtigt werden. Anstatt mit diesem
Korrekturfaktor zu rechnen, ist es vorteilhaft, die Empfindlicihkeit der Empfänger
gleichzeitig mit der Abstimmung in der Weise zu ändern, daß die Leuchtspur auf dem
Schirm so verschoben wird, daß die erhaltene Anzeige wieder direkt die Senderrichtung
angibt.
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Wenn die empfangenen Wellen kurz sind im Vergleich zum Abstand der
beiden Antrennen, ist es offensichtlich, daß bei gewissen Winkellagen in der Basisstrecke
der beiden Antennen gegen die Wellehfront nicht mehr die Phase der durch den gleichen
Wellenzug hervorgerufenen Empfangs spannungen, sondern die Phasen von Empfangs spannungen
verglichen werden, die durch aufeinanderfolgende Wellenzüge induziert werden. Es
ergibt sich in diesem Falle eine Vieldeutigkeit der erhaltenen Anzeige. Es ist daher
angezeigt, Wellenlängen zu verwenden, die größer als die Basisstrecke der beiden
Antennen sind.