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Nachteffektfreier Minimumpeilempfänger für impulsgetastete Sender
Bekanntlich werden die Funkpeilungen durch den Nachteffekt verfälscht, der besonders
bei der Morgen- und Abenddämmerung auftritt und davon herrührt, daß sich der Bodenwelle
des gepeilten Senders die an der Heavisideschicht reflektierten, schräg einfallenden
und in ihrer Polarisation gedrehten Raumwellen überlagern.
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Die Raumwellen kommen wegen des von ihnen zurückzulegen den größeren
Weges gegen über der Bo'denweile verspätet am Empiangsort an, etwa mit einer Verzögerung
von 1/2000 Sek. Dieser Umstand ermöglicht eine Beseitigung des Nachteffektfehlers,
indem man den Sender mit kerzen Impulsen tastet und im Empfänger Vorkehrungen trifft,
die bewirken, daß der Empfänger auf irgendeine Weise nur dann empfindlich gemacht
wird, wenn Impulse der Bodenwelle eintreffen. Beispielsweisre ist ,es bekannt, den
Sender und den Peilempfänger mit rotierenden Schaltern zu versehen, deren einer
den Sender mur kurzzeitig arbeiten läßt und deren zweiter den Empfänger nur kurzzeitig
einschaltet. Die Sperrung bzw. Einschaltung von Sender und Empfänger kann auch ,auf
elektrischem Wege durch Röhrenumschaltung mit Hilfe einer Wechselspannung vorgenommen
werden.
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Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß mittels eines Oszillographen
die Impulse der Boden- und Raumwelle als stehende Bilder dargestellt werden und
daß bei der Peilung der Rahmen so lange gedreht wird, bis das Impulsbild der Bodenwelle
verschwindet.
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Zur Durchführung dieser bekannten Verfahren ist es notwendig, daß
die Impulse eine sehr kurze Dauer von letwa 0,OOOI5 Sek. oder weniger besitzen.
Derart kurze Impulse lassen sich mit hinreichender Genauigkeit nur schwer erzeugen
und verlangen lein breites Frequenzspektrum zu ihrer Übertragung.
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Gemäß der Erfindung wird dagegen ein nachteffektfreier Minimumpeilempfänger
für impulsgetastete Sender vorgeschlagen, bei dem ebenfalls die Empfindlichkeit
bei Eintreffen der Raumwellenimpulse vermindert wird, des sen Kennzeichen aber darin
besteht, daß zur Peilung von Sendern mit Impulsen von solcher Länge, daß die Boden-
und Raumwellenimpulse im Empfangsort noch nicht zeitlich getrennt aufgenommen werden,
die empfangenen Impulse auf das bis knapp unter das Zündpotential vorgespannte Steuergitter
einer Gasentladungsröhre wirken, an deren Anode zur Empfindlichkeitssteuerung eine
Wechselspanneng mit der Impulsfoigefrequenz des
Senders mit solcher
Phasenverschiebung gegenüber den am Steuergitter wirksamen Empfangsimpulsen liegt,
daß der Mittelwert bnv. die Amplitude des Anodenstromes im wesentlichen vom Bodenw,ellenanteil
der Empfangsimpulse abhängt.
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Die Erfindung soll unter Hinweis auf die Abbildungen näher erläutert
werden. Dabei wird beispielsweise angenommen, daß die Umhüllende der ausgesandten
Impulsreihe eine Aufeinanderfolge von halben Sinuswellen ist, die voneinander einen
Abstand von einer halben Periode aufweisen.
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Fig. 1 zeigt den Verlauf der GittSer- und Anodenspannungen, die der
Gasentladungsröhre zugeführt werden. Die strichpunktilerte gerade Linie C, C', die
parallel zur Zeitachse X, X' verläuft, bedeutet die konstante negative Gittervorspannung,
die punktierte gerade Linie A, A' die kritische Zündspannung der Röhre, d. h. die
negative Gitterspannung, unterhalb der das Gitterpotential nicht mehr die Bildung
einer Ionisation verhindert. Wenn die empfangenen Impulse nach Gleichrichtung dem
Gitter der Gasentladungsröhre zugeführt werden, dann ändert sich das Güterpotential
je nach den Impulsamplituden gemäß einer der Kurven 1, 2, 3 oder 4. Die Kurven I,
2, 3 schneiden die Gerade A, A' in den Zeitpunkten m, n, p, in denen die Röhre zündet,
wenn die Anodenspannung in diesen Zeitpunkten hinreichend positiv ist.
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Die Größe des mittleren Anodenstromes hängt daher außer von der Röhrencharakteristik
im wesentlichen von der Größe und gegenseitigen Phasenlage der Gitter- und Anodenspannungsimpulse
ab.
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In Fig. 1 sind zwei verschiedene Lagen der Anodenspannungskurve mit
I und II bezeichnet. Die mittleren Anodenströme sind proportional den Flächeninhalten
der Teile der Sinuslinien, die durch die Bogen MO-NO-PO im ersten Falle bzw. M'O'-N'O'-P'O'
im zweiten Falle bestimmt sind. Für die sehr kleinen Gitterspannungsimpulse, wie
sie durch die Kurve 4 wiedergegeben werden, bleibt das Gitterpotential immer unter
der kritischen Spannung, und die Röhre wird nicht zünden, d. h. der Anodenstrom
verschwindet.
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Wenn nun die Bodenwellenimpulse durch Raumwellenimpulse gestört werden,
wird die Umhüllende nach Gleichrichtung der Empfangsspannungen nicht mehr sinusförmig
sein, sondern etwa die Gestalt der Kurve I' annehmen, d. h. der Bodenwellenimpuls
wird verlängert. Die Wellenfront wird indessen nicht verändert bis zu dem Punkt
mit den Koordinaten r und t, der das Zeitintervall wiedergibt, das Boden- und Raumwellenimpuls
trennt. Die Größe des Anodenstromes der Röhre wird also nicht verändert, da sie
ja praktisch nur vom Anfang der Impulse abhängt.
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Es kann daher die Anzeige eines im Anodenkreis liegenden Strommessers
zu einer genauen Peilung nach der Minimummethode benutzt werden. Wenn man den Rahmen
dreht, werden nacheinander die Kurven I, 2, 3, 4 erhalten. Man erkennt, daß das
Verfahren um so empfindlicher sein wird, je näher die Spannung C, C' der kritischen
Spannung A, A' gewählt wird.
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Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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1 ist ein Peilrahmen, 2 ein Empfänger, 3 ein Transformator, der zweckmäßig
durch einen Dämpfungswiderstand 4 überbrückt ist, 5 ein Potentiometer, das in Verbindung
mit der Batterie 6 eine einstellbare negative Gittervorspannung für die Gasentladungsröhre
7 liefert.
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Im Anodenkreis liegen der Widerstand 8, das Anzeigeinstrument g und
die Kapazität 10.
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Die Zeitkonstante dieser Schaltelemente wird so gewählt, daß das Instrument
entweder den Mittelwert oder den Scheitelwert des Anodenstromes anzeigt. Geschlossen
wird der Anodenkreis durch den Transformator 11. Die Anodenspannung wird zweckmäßig
von einer elektris cli betriebenen Stimmgabel geliefert, deren Frequenz man in sehr
engen Grenzen ändern kann oder der man einen Phasenschieber 13 folgen läßt. Zur
Modulatilon des Senders wird zweckmäßig eine ähnliche Stimmgabel verwendet.
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Die Arbeitsweise dieser Anordnung ist folgende: D;as Potentiometer
5 wird zuerst auf einen solchen Wert eingestellt, daß die Röbre 7 gerade noch nicht
zündet. Mit Hilfe eines Kopfhörers stellt der Teilende zuerst den Empfänger so ein,
daß er einen guten Hörempfang hat. Hierauf wird mittels des Phasenschiebers I3 (oder
durch Beeinflussung der Stimmgabel) der am Instrument 9 abgelesene Strom auf einen
bestimmten Wert eingestellt, so daß die Phasenverhältnisse ungefähr der Fig. 1 entsprechen.
Dann dreht der Peilende den Rahmen, bis der Anodenstrom der Röhre verschwindet.
Wenn Raumwellenimpuls e vorhanden sind und noch eine genügende positive Anodenspannung
während ihrer Wirksamkeit besteht, ist es möglich, daß niemals ein vollkommenes
Verschwinden des Anodenstromes der Röhre auftritt, sondern nur ein Strom minimum.
Sobald man jedoch den Rahmen aus dieser richtigen Einstellung heraus dreht, nimmt
der Strom plötzlich einen großen Wert an.
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Das Instrument 9 kann auch wegfallen, wenn die Helligkeit der Gasentladungsröhre
selbst eine genügend scharfe Anzeige gibt.