DE713475C

DE713475C - Direction finding device

Info

Publication number: DE713475C
Application number: DES137755D
Authority: DE
Inventors: M Henry Chireix
Original assignee: Societe Francaise Radio Electrique
Current assignee: Societe Francaise Radio Electrique
Priority date: 1938-07-06
Filing date: 1939-07-07
Publication date: 1941-11-07
Also published as: FR848336A

Description

Es sind bereits Peiler mit direkter Richtungsanzeige bekannt, bei denen ein Phasenvergleich zweier Wechselspannungen erfolgt. Dabei wird von einem örtlichen Oszillator eine phasenstarre Bezugswechselspannung erzeugt, während die andere Vergleichsspannung vom Ausgang eines z. B. nach der Flimmermethode arbeitenden Peilempfängers abgenommen wird. Die zum Phasenvergleich benutzten Instrumente sindThere are already direction finders with direct direction display known in which a phase comparison two alternating voltages takes place. A local oscillator becomes phase-locked Reference AC voltage generated, while the other comparison voltage from the output of a z. B. after the flicker method working DF receiver is removed. The for Phase comparison instruments are used

to jedoch wenig empfindlich und stellen im praktischen Betrieb eine große Fehlerquelle dar.To, however, are not very sensitive and represent a major source of errors in practical operation.

Die vorliegende Erfindung vermeidet diese Nachteile durch Umformung der Phasenänderungen in Frequenzänderungen in der Weise, daß die Frequenz des örtlichen Oszillators in Abhängigkeit von der Richtung des gepeilten Senders gesteuert wird. Die Erfindung besteht, genauer ausgedrückt," darin, daß zum Phasenvergleich eine bei der selbsttätigen Scharfab-Stimmung von Empfängern bekannte Einrichtung benutzt ist, der einerseits die Ausgangsspannung des Empfängers und über ein Schaltglied mit frequenzabhängigem Phasenmaß die Spannung des örtlichen Generators zugeführt wird, dessen Frequenz sich abhängig von der durch Phasenabweichungen der beiden Spannungen erzeugten Regelspannung des Phasenvergleichers so lange ändert, bis die Regelspannung Null wird, und daß die jeweilige Frequenz des örtlichen Generators der Riehtungsanzeige dient.The present invention avoids these disadvantages by transforming the phase changes in frequency changes in such a way that the frequency of the local oscillator in Depending on the direction of the transmitter is controlled. The invention consists to put it more precisely, "in the fact that for phase comparison there is one in the automatic sharp-fanning mood of receivers known device is used, the one hand the output voltage of the receiver and the voltage of the local generator via a switching element with a frequency-dependent phase measure whose frequency depends on the phase deviations of the two voltages generated control voltage of the phase comparator changes until the control voltage Becomes zero, and that the respective frequency of the local generator of the direction indicator serves.

Hierbei erhält man noch den weiteren Vorteil, daß die Meßfrequenz beispielsweise zur Fernanzeige über nur zwei Adern fernübertragen werden kann. Es ist also auch eine Zusammenfassung der Meßergebnisse mehrerer Peilgeräte leicht möglich. Soll dies über eine gemeinsame Doppelleitung erfolge_#n, so sind geeignete Abstände für die einzelnen Meßfrequenzen vorzusehen.This has the further advantage that the measuring frequency can be transmitted remotely, for example for remote display, via only two wires. It is therefore also easily possible to combine the measurement results of several direction finding devices. If this is n via a common double line _# successes, appropriate distances are provided for the individual measurement frequencies.

Als Richtungsanzeiger kann ein beliebiges Frequenzmeßgerät Verwendung finden, beispielsweise ein Zungenfrequenzmesser.Any frequency measuring device can be used as the direction indicator, for example a tongue rate meter.

An Hand der Abbildungen soll der ErfindungSr^ % gedanke nunmehr im einzelnen erläutert werdegj* % With reference to the figures of the ErfindungSr ^% should now thought werdegj explained in detail *%

In Abb. ι bedeutet das mit I bezeichnet^ Viereck den Empfänger, an dessen Eingangs! klemmen i-i' und 2-2' zwei gekreuzte Rahmen oder irgendein gleichartig wirkendes Richtantennensystem (ζ. Β. Adcock-System) sowieIn Fig. Ι this means labeled I ^ Square the receiver at whose entrance! clamp i-i 'and 2-2' two crossed frames or any similarly acting directional antenna system (ζ. Β. Adcock system) as well as

y ( y)y (y)

an A eine ungerichtete Antenne zur Kardioidenbildung angeschlossen sind. Die Klemmen 3-3' sind mit einem örtlichen Oszillator II verbunden, der in bekannter Weise in einer nicht gezeichneten Röhrenstufe eine periodische Umschaltung der Rahmen nach der Flimmermethode vornimmt. an omnidirectional antenna for cardioid formation are connected to A. The terminals 3-3 'are connected to a local oscillator II, which in a known manner carries out a periodic switching of the frames according to the flicker method in a tube stage (not shown).

Die Klemmen 4-4' sind mit einer Schaltung III verbunden, die den Phasenvergleich zwischenThe terminals 4-4 'are connected to a circuit III, the phase comparison between

zo der in ihrer Phasenlage von der Senderrichtung abhängigen Empfängerausgangsspannung und der Bezugsfrequenz des Oszillators II durchführt. Die Ausgangsenergie des Empfängers kann auch über Leitungen 5-5' irgendeinem Anzeigeorgan zugeführt werden. zo carries out the receiver output voltage, which is dependent on the transmitter direction in terms of its phase position, and the reference frequency of the oscillator II. The output energy of the receiver can also be fed to any display device via lines 5-5 '.

Der wesentliche Teil der Erfindung beruht auf der kombinierten Anwendung der Schaltungsteile III und IV. Der Teil III ist an sich bekannt als Schaltung für die selbsttätige Scharfabstimmung eines Empfängers auf eine bestimmte Welle. Der Teil IV stellt einen Vierpol dar, der eine von der angelegten Frequenz abhängige Phasendrehung hervorruft. Zunächst sei kurz die Arbeitsweise des Schaltungsteiles III erläutert. 6 bezeichnet einen sekundärseitig mittelangezapften Transformator, 7 und γ zwei Gleichrichter, 8 und 8' zwei gleiche Widerstände mit parallel geschalteten Kondensatoren 9 und 9'. Wenn die an den Klemmen 10 und 10' liegende Wechselspannung um 90 ° gegen die Wechselspannung an der Sekundärseite des Transformators 6 phasenverschoben ist, dann fließen durch die beiden Gleichrichter 7 und 7' gleich große Richtströme, und die Spannung zwischen den Klemmen 11 und 11/ ist Null. Beträgt die Phasenverschiebung zwischen den beiden Wechselspannungen jedoch nicht 90 °, dann tritt zwischen den Klemmen 11 und 11' eine durch die in diesem Fall ungleich großen Richtströme verursachte Gleichspannung auf, deren Polarität vom Sinne .der Phasenabweichung von der 90°-Beziehung abhängig ist. Diese Regelspannung steuert die Frequenz des örtlichen Oszillators II (Röhrengenerator). The essential part of the invention is based on the combined use of circuit parts III and IV. Part III is known per se as a circuit for the automatic sharp adjustment of a receiver to a specific wave. Part IV represents a quadrupole which causes a phase rotation that is dependent on the applied frequency. First, the mode of operation of circuit part III will be briefly explained. 6 denotes a transformer with a center-tapped secondary side, 7 and γ two rectifiers, 8 and 8 'two identical resistors with capacitors 9 and 9' connected in parallel. If the alternating voltage at terminals 10 and 10 'is 90 ° out of phase with the alternating voltage on the secondary side of the transformer 6, the two rectifiers 7 and 7' will flow through the two rectifiers 7 and 7 ', and the voltage between the terminals 11 and 11 / is zero. However, if the phase shift between the two alternating voltages is not 90 °, a direct voltage occurs between terminals 11 and 11 ', caused by the directional currents that are unequal in this case, the polarity of which depends on the 90 ° relationship in terms of the phase deviation. This control voltage controls the frequency of the local oscillator II (tube generator).

Die Wirkungsweise der Erfindung ist nun leicht zu verstehen. Wenn der zu peilende Sender in einer solchen Richtung liegt, daß die in III erzeugten Spannungen um 90°.gegeneinander phasenverschoben sind, wird keine Regelspannung an 11-11' auftreten, und der örtliche Oszillator II liefert eine mittlere Frequenz. Befindet sich dagegen der zu peilende Sender in einer von der Bezugsachse abweichen-The operation of the invention is now easy to understand. If the to be tracked The transmitter is in such a direction that the voltages generated in III are 90 ° against each other are out of phase, there will be no control voltage at 11-11 ', and the Local oscillator II supplies a mean frequency. If, on the other hand, the one to be tracked is located Transmitter deviating from the reference axis

ijl Richtung, so entsteht eine Regelspannung 6g imter Polarität, die die Frequenz desijl direction, a control voltage 6g arises imter polarity, which is the frequency of the

pSUators II so lange beeinflußt, bis infolge Arbeitsweise des Schaltgliedes IV, das eine von der Frequenz abhängige Phasendrehung bewirkt, die beiden Ausgangsspannungen von 6 und 10-10' eine Phasenverschiebung von 90^: aufweisen. Dann erst bleibt die Frequenz fest. ^{pSUators II is influenced until the two output voltages of 6 and 10-10 'have a phase shift of 90:} due to the mode of operation of the switching element IV, which causes a phase rotation dependent on the frequency. Only then does the frequency remain fixed.

Die Regelung des Oszillators II kann auch auf verschiedene Weise erfolgen, z. B. auf mechanischem Wege unter Ausnutzung der Regelspannung zur Steuerung eines Kondensators im Oszillatorkreis, oder auf rein elektrischem Wege, beispielsweise durch Regelung der negativen Vorspannung einer Triode oder einer Penthode, die als veränderbarer Wechsel- s« stromwiderstand in den Oszillatorkreis eingeschaltet ist. Man kann auch den Oszillator II als Zwischenfrequenzüberlagerer ausbilden, wobei die erhaltene Zwischenfrequenz das Ergebnis der Überlagerung der empfangenen Frequenz mit einer Hilfsfrequenz ist.The control of the oscillator II can also be done in various ways, e.g. B. on mechanical way using the control voltage to control a capacitor in the oscillator circuit, or in a purely electrical way, for example through regulation the negative bias voltage of a triode or a penthode, which acts as a changeable alternation current resistance is switched on in the oscillator circuit. You can also use the oscillator II train as an intermediate frequency superimposer, the intermediate frequency obtained being the result the superposition of the received frequency with an auxiliary frequency.

Der übrige Schaltungsteil stimmt mit den gebräuchlichen Schaltungen überein, die für die automatische Scharfabstimmung von Empfängern Verwendung finden. Weitere hierfür go bekannte Schaltungen können in gleicher Weise an Stelle der vorher beschriebenen Schaltungen verwendet werden.The rest of the circuit part corresponds to the common circuits that are used for auto-sharpen receivers can be used. More for this go Known circuits can be used in the same way in place of the circuits described above be used.

Die Zeitkonstante der Schaltglieder 7-8-9 sind geeignet zu wählen; die Ladezeit kann z. B. klein und die Entladungszeit relativ groß sein, so daß der Oszillator II und damit die Umschaltung der Antennen sofort in der Frequenz nachgeregelt werden und diese geänderte Frequenz während ■ der gesamten Schaltperiode beibehalten wird.The time constants of the switching elements 7-8-9 are to be selected appropriately; the charging time can e.g. B. be small and the discharge time relatively long, so that the oscillator II and thus the switchover the antennas are immediately readjusted in frequency and this changed frequency is maintained during the entire switching period.

Es gibt jedoch Fälle, wo es wenig erwünscht erscheint, im Empfänger I eine Umschaltung mit veränderlicher Frequenz vorzunehmen; man kann dann mit der Schaltung nach Abb. 2 arbeiten, für die dieselben Bezugszeichen gelten wie für Abb. 1. Die Frequenz F₁ des Oszillators II ist hier unveränderlich, z. B. 100 Hz. F bezeichnet einen Oszillator mit veränderlicher Frequenz P₂. dessen mittlere Frequenz π.« beispielsweise 100 Hz beträgt und unter der Einwirkung der Regelspannung um ± 50 Hz verändert werden kann. VI und IV bezeichnen zwei genau gleiche Frequenzumformer (Modulatoren) und IV ist, wie in Abb. 1, ein Phasen- drel· glied.However, there are cases where it does not seem desirable to switch over with a variable frequency in the receiver I; you can then work with the circuit according to Fig. 2, for which the same reference numerals apply as for Fig. 1. The frequency F _{1 of} the oscillator II is invariable here, z. B. 100 Hz. F denotes an oscillator with variable frequency P ₂ . whose mean frequency π. «is for example 100 Hz and can be changed by ± 50 Hz under the influence of the control voltage. VI and IV designate two exactly identical frequency converters (modulators) and IV is, as in FIG. 1, a phasor element.

Man sieht, daß für eine bestimmte Lage des Senders die der Schaltung III zugeführten Spannungen in io~io' und 12-12' gleiche Frequenz haben, beispielsweise P_x -- P₂, und daß sie infolge der Regelwirkung der Spannung zwischen 11 und 11' immer auf 90^ Phasenver-It can be seen that for a certain position of the transmitter the voltages supplied to circuit III in io ~ io 'and 12-12' have the same frequency, for example P _x - P ₂ , and that, as a result of the regulating effect of the voltage, they are between 11 and 11 'always on 90 ^ phase difference

Schiebung eingestellt werden. Diese Regel-Shift can be adjusted. This rule-

. spannung bestimmt die Frequenz F₂. Die Arbeitsweise ist im übrigen dieselbe wie die der Anordnung nach Abb. i. Die Messung von F₂ ergibt die jeweilige Lage des Senders.. voltage determines the frequency F ₂ . The mode of operation is otherwise the same as that of the arrangement according to Fig. I. The measurement of F ₂ gives the respective position of the transmitter.

Die Erfindung wurde in Anwendung auf die Funkpeilung beschrieben. Sie kann jedoch darüber hinaus ganz allgemein dort angewendet werden, wo der Phasenwinkel von Wechselto strömen oder -spannungen gemessen werden sollen.The invention has been described as applied to radio direction finding. However, it can can also be used in general where the phase angle of alternating to currents or voltages are to be measured.

Claims

Patent claims:

i. Direction-finding device in which by means of electrical or mechanical means Rotation of a directional reception diagram of the recorded high frequency a modulation frequency is applied and a phase comparison between

so this modulation frequency and a locally generated voltage of the same frequency is made, characterized in that for phase comparison one in the automatic Sharp tuning of receivers known device is used, the one hand the output voltage of the receiver and via a switching element with frequency-dependent Phase measure the voltage of the local generator is supplied, the frequency of which depends on the? Phase deviations of the two voltages generated control voltage of the phase comparator changes until the control voltage is zero, and that the respective frequency of the local generator of the direction indicator serves.

2. Device according to claim 1 using fixed crossed directional antennas, which are alternately switched on periodically to the receiver, characterized in that the local generator at the same time the switchover of the directional antenna S3'stems feeding the direction finder controls.

3. Device according to claim 2 using fixed crossed directional antennas, which are alternately switched on periodically to the receiver, characterized in that one in its frequency constant oscillator is used to switch the directional antenna system that an additional generator is changeable Frequency is provided, on the one hand via a switching element with frequency-dependent Phase measure the output voltage of the DF receiver and, on the other hand, the switching frequency modulated, and that the combination frequencies obtained are compared with one another in the phase comparison arrangement will.

4. Device according to claim 1 to 3, characterized in that the direction display by a frequency measuring instrument he follows.

For this purpose ι sheet of drawings