DE714409C - Verfahren zum drahtlosen Peilen - Google Patents

Description

S126590

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum drahtlosen Peilen nach dem Prinzip des Drehfunkfeuers., bei dem empfangsseitig eine unmittelbare Anzeige der Richtung des Empfängers gegenüber dem Sender erhalten wird.

Es ist bereits ein Drehfunkfeuer bekannt, bei dem senderseitig eine im. Rhythmus einer Steuerfrequenz erzeugte Leitlinie in Rotation versetzt und bei Durchgang dieser Leitlinie durch eine Bezugseinrichtung ein ungerichteter Impuls gesendet wird. Die Lage des Empfängers bezüglich des Senders wird durch Beobachtung des Zeitintervalls ermittelt, das zwischen dem Eintreffen des Bezugsimpulses und dem Durchgang der Leitlinie durch den Empfangsort verstreicht.

Es ist ferner ein Drehfunkfeuer bekannt, bei dem an Stelle der mittelbaren Anzeige durch Zeitmessung eine unmittelbare Anzeige erhalten wird. Zu diesem Zweck wird senderseitig eine kardioidenförmige Richtcharakteristik in Rotation versetzt und mit einem in Abhängigkeit von der Winkellage der Kardioide in seiner Frequenz variierenden Gleitton derart moduliert, daß bei jeder Drehung der Kardioide ein bestimmtes Frequenzintervall durchlaufen wird. Empfangsseitig werden alle diese Tonfrequenzen aufgenommen und mit Resonatoren zur Anzeige gebracht, mit Ausnahme einer, die jener Lage der Kardioide entspricht, in der das Minimum direkt auf den Empfänger weist. Sind die Resonatoren rosettenartig angeordnet, dann wird die Azimutlage des Empfängers unmittelbar durch die Lage des nicht schwingenden Resonators angezeigt.

Diese Anordnung besitzt jedoch den durch die Verwendung der Kardioide als Strahlungsdiagramm bedingten Nachteil, daß die Anzeige sehr unscharf ist, da die beiden Tangenten im Minimum der Kardioide bekanntlich einen großen strahlungsfreien Winkel einschließen.

Das Verfahren nach der Erfindung, bei dem von der Sendestelle zwei im Rhythmus

einer Steuerfrequenz einander abwechselnde Richtdiagramme erzeugt werden und die von diesen gebildete Leitlinie gleicher Intensität in Rotation versetzt wird, vermeidet diese Nachteile dadurch, daß die Steuerfrequenz in Abhängigkeit vom Azimutwinkel der rotierenden Leitlinie kontinuierlich verändert wird und daß empfangsseitig die Senderrichtung durch das Verschwinden der dieser Richtung Ό entsprechenden Steuerfrequenz angezeigt wird.

Würde man die beiden oben als bekannt

angegebenen Verfahren einfach in der Weise vereinigen, daß man lediglich die Modula-

"5 tionsfrequenz der Leitlinie bei konstanter Umschaltfrequenz ändert, dann erhielte man keine Verbesserung" der Anordnung, da dann empfangsseitig in den einzelnen Resonatoren die in den beiden Schaltstellungen aufgenommenen Energien zusammenwirken und keine Minimumanzeige mehr ergeben. Die voa zwei sich überlappenden kardioidenähnlichen Diagrammen aufgenommenen Empfangsspannungen ergeben nämlich im wesentlichen eine

'-5 ungerichtete Summenwirkung.

Durch den Umstand, daß gemäß der Erfindung die Umschaltfrequenz des Leitstrahles selbst in Abhängigkeit von der Winkellage desselben geändert wird, erhält man eine dem Leitstrahlprinzip entsprechende Verschärfung der Richtungsanzeige. Dieses Verfahren ist auch der Anzeigeschärfe eines rotierenden und in Abhängigkeit von der Winkellage verschieden modulierten Doppelkreisdiagramms überlegen, da bei diesem in der Minimumrichtung sowohl der Träger als auch die Seitenbänder der Modulation verschwinden. Die zur Anzeige verwendete Niederfrequenz entspricht aber dem Produkt aus dem Träger und den Seitenbändern und nimmt daher im -Minimum quadratisch ab, d. h. die x\nzeigeschärfe nimmt im Augenblick des Minimum- J durchganges den Wert Null an.

Beim Verfahren gemäß der Erfindung dagegen ist stets ein annähernd konstanter mitt- ' Jerer Träger vorhanden, und es ändert sich nur der Modulationsgrad mit der Ausweichung aus der Leitlinie, und zwar angenähert proportional mit dieser. Die empfangsseitig abgeleitete Niederfrequenz ist somit ebenfalls proportional dem Ausweichungswinkel, und die Anzeigeschärfe im Minimum ist dementsprechend gegeben durch den Tangentenschnittwinkel der beiden sich überlappenden Richtdiagramme. !

Das erfindungsgemäße Verfahren soll nun j unter Hinweis auf die Zeichnungen erläutert werden. Die prinzipielle Arbeitsweise ist ι folgende: 1

Mit Hilfe einer noch zu beschreibenden j Ancennenanordnung werden nacheinander die j in Fig. ι dargestellten, sich überlappenden ! horizontalen Richtdiagramme A und B erzeugt. Diese beiden Diagramme werden in an sich bekannter Weise abwechselnd in ton- ! frequentem Rhythmus derart getastet, daß das erste der beiden Diagramme während ■ einer Halbperiode dieser Tonfrequenz und das zweite während der anderen Halbperiode ausgesandt wird. Sie schließen miteinander eine Leitlinie χ gleicher Intensitäten ein. In den Richtungen y und s ist dagegen die Amplitude der hochfrequenten Schwingung mit der zur Umtastung verwendeten Tonfrequenz moduliert.

Unter diesen Bedingungen nimmt ein Empfänger, der sich auf der Symmetrielinie .1" der Diagramme A₁ B befindet, eine Hochfrequenz auf, die gleichgerichtet die Form .r (Fig. 2) besitzt. Der Verlauf der gleichgerichteten 8u Empfangsspannungen für einen auf der Linie oy bzw. os liegenden Empfänger entspricht den Kurven y bzw. ζ in Fig. 2. Von diesen drei Kurvenzügen enthält nur der erste χ nicht mehr die Komponente der «5 Grundfrequenz F₁ sondern nur noch die zweite und etwaige weitere Harmonische. Ein auf diese Modulationsfrequenz F abgestimmter Resonator, der sich im Ausgang eines normalen Empfängers befindet, wird daher · go keinen Ausschlag zeigen, wenn die Leitlinie durch den Empfangsort geht.

Um sämtliche Richtungen, die von dem Mittelpunkt ο ausgehen, anzuzeigen, wird die Leitlinie χ um den Mittelpunkt 0 in gleich- <js förmige Rotation versetzt. Die Modulationsfrequenz F wird synchron in Abhängigkeit von dem Drehwinkel (Fig. 3) zwischen zwei Werten f\ und /_a kontinuierlich geändert. Das Verhältnis/2/Z₁ wird vorzugsweise kon- ion stant auf 2 gehalten, um Irrtümer zu vermeiden, die sich bei quadratischer Gleichrichtung aus dem Vorhandensein von Harmonischen der Modulation ergeben könnten.

Im Ausgang des Empfängers liegt ein au sich bekanter Mehrfachresonator, der eine für die gewünschte Anzeigegenauigkeit hinreichend große Anzahl von Resonatoren enthält.

Wenn sich z.B. ein Flugzeug in einer g<;- no wissen Richtung zum Drehfunkfeuer befindet. werden stets alle Resonatoren schwingen, außer dem, der auf jene Frequenz abgestimmt ist, die gerade der Umschaltfrequenz in der durch das Flugzeug hindurchgehenden Lage der Leitlinie entspricht. Bei Verwendung eines Zungenfrequenzmessers, bei dem die vibrierenden Zungen beispielsweise halbkreisförmig angeordnet sind, erhält man auf diese Weise eine direkte Anzeige der Rieh- tao tung (Fig. 4). Die nichtschwingende Zunge zeigt direkt den Peil winkel (80 ) an.

Wenn man bei der ausgesandten Strahlung die Lage des zur Tastung benutzten Gleittones F gegenüber der Bezugslage (Fig. 5) verschiebt, werden alle Anzeigen des Empfangssystems verfälscht. Um die Anzeigen wieder in die richtige Lage zurückzuführen, ist es notwendig, die Windrose gegenüber dem Träger der Resonanzzungen um den gleichen Wert zu verdrehen. Hierdurch ist eine Lo Geheimhaltung der Peilanzeige möglich, da der bloße Besitz eines. Empfängers durch eine .dritte Person ohne Kenntnis des Schlüssels für die Ablesung nicht die Verwendung des oben beschriebenen Funkfeuers gestattet. Im folgenden werden zwei Verfahren zur Erzeugung eines umlaufenden Strahlungsdiagrammes beschrieben, wie es zur Ausführung des erfindungsgemäßen !Verfahrens erforderlich ist.
ao ι. Verfahren (Fig. 6):

Zwei Rohren^ A und A₁, werden parallel von einem Generator für sehr kurze Wellen gesteuert. Im Anodenkreis jeder Röhre liegt' ein abgestimmter Kreis, an den die Speiseleitung je eines Antennensystems gekoppelt ist. Die Anoden der beiden Röhren werden gegenphasig von einer tonfrequenten Stromquelle über einen Transformator T gespeist. Dadurch werden die- Antennen Z und Z' wechselweise erregt. Von diesen beiden Antennen wirkt immer eine als Strahler und die andere als Reflektor, je nachdem welche gerade gespeist ist und welche nicht. Auf diese Weise erhält man abwechselnd die symmeirischen Strahlungsdiagramme A und B (Fig. 1). Im übrigen rotiert die gesamte Antennenanordnung mechanisch um die Symmetrieachse, um den gesamten Horizont abzutasten. Synchron damit rotiert die Steueranordnung der Modulationsfrequenz.

Der Abstand der beiden Antennen Z und Z' soll 2/4 bis 1/8 betragen, so daß die drehbare ■ Ausführung des Systems keine Schwierigkeiten bereitet.

Die Rotationsgeschwindigkeit- muß natürlich genügend groß sein, damit die Resonatoren zwischen zwei aufeinanderfolgenden Drehungen des Leitstrahles nicht zur Ruhe kommen. Mit mechanischen Resonatoren, die eine Resonanzfrequenz von der Größenord-' nung von 100 bis 200 Hz besitzen, kann man eine Rotation des Systems von etwa einmal pro Sekunde zulassen.

2. Verfahren (Fig. 7 bis 9): Will man das Antennensystem nicht mechanisch drehbar ausbilden, so kann man die in Fig. 9 dargestellte Anordnung anwenden. Bei dieser sind vier Linearantennen 1, 2, 3 und 4 in den Eckpunkten eines Quadrates aufgestellt. Die Antennen werden mit solcher gegenseitigen Phasenlage gespeist, daß in an sich bekannter Weise ein hochfrequentes Drehfeld entsteht.

' Durch Hinzufügen der Strahlung einer ungerichteten Mittelantenne gleicher Hochfrequenz und vorzugsweise größerer Amplitude erhält man an Stelle der Kreischarakteristik des Drehfeldes ein verlagertes Diagramm A gemäß Fig. 8. Wird die Phase der Antenne 5 umgekehrt, dann ergibt sich das Diagramm B₁ das spiegelbildlich symmetrisch zu dem ersteren liegt. Wenn man schließlich die Phasenlage der Speiseströme in der Alittelantenne langsam verschiebt, dann bewirkt dies eine Rotation der Diagramme A und B₁ so daß nacheinander die Lagen A', B' und A", B" durchlaufen werden. Der Drehwinkel der Diagramme ist daher proportional dem Phasendrehwinkel der Speiseströme in der Antenne 5. Man erhält auf diese Weise eine rotierende Leitlinie, die nacheinander die Richtungen xox, x'ox', x"ox" usw einnimmt.

Diese Anordnung kann auf folgende Weise verwirklicht werden. Zwei Röhren A und Ä (Fig. 9) erregen über einen abgestimmten Kreis LC und über die Phasendrehkreise D₁, D₂, D_Sl D₁ die Antennen i, 2, 3, 4. Zwei gekreuzte Spulen, die zwischen den Antennen 2 und 4, bzw. zwischen 1 und 3 liegen, bilden ein Goniometersystem, innerhalb dessen eine drehbare Kopplungsspu-le E angeordnet ist. Diese Kopplungsspule führt eine Spannung, deren Phasenlage von der Winkellage der Kopplungsspule bezüglich der festen, gekreuzten Spulen abhängig ist. Die Spule E ist an die Eingangsklemmen a, b zweier Röhren B und B' angeschlossen, deren Anodenkreise mit der ungerichteten Antenne 5 gekoppelt sind.

Den beiden Röhren wird über den Transformator T eine Wechselspannung mit der Frequenz F gegenphasig als Anodenspamiung zugeführt, so daß diese wechselweise die Antenne 5 mft einem Phasenunterschied von . i8o° speisen. Hierdurch entstehen die beiden Diagramme A und B. Diese beiden Diagramme rotieren um den Mittelpunkt 0, und zwar synchron mit der Rotation der Kopplungsspule E. Auf der Achse dieser Kopplungsspule sitzt außerdem die Steueranordnung für die Frequenz F.

Durch diese zuletzt beschriebene Anordnung kann man also ohne mechanisch rotierende Antennen die Rotation der Diagramme AB₁ A' B', A" B" usw., wie sie in der Fig. 8 angedeutet ist, verwirklichen.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   ι. Verfahren zum drahtlosen Peilen, bei dem von der Sendestelle zwei im Rhythmus einer Steuerfrequenz einander abwechselnde Richtdiagramme erzeugt wer-

   den und die von ihnen gebildete Leitlinie gleicher Intensität in Rotation versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerfrequenz in Abhängigkeit vom Azimutwinkel der rotierenden Leitlinie kontinuierlich verändert wird und daß auf der Empfangsseite die Senderrichtung durch das Verschwinden der dieser Richtung entsprechenden Steuerfrequenz angezeigt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß senderseitig eine mechanisch rotierende Richtantennenanordnung zur Erzeugung der Leitlinie verwendet wird.
3. 3. \^rerfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß senderseitig elektrisch rotierende Richtstrahldiagramme zur Erzeugung der Leitlinie verwendet werden.
4. 4. \^erfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonfrequenz in dem Winkelbereich von 0 bis i8o° nach einem linearen Gesetz, vorzugsweise innerhalb einer Oktave, verändert wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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