DE719838C

DE719838C - Device for direction finding and geographic location determination, in particular on sea and air vehicles

Info

Publication number: DE719838C
Application number: DES134299D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Ernst-Hermann Plump; Hans Schuchmann
Original assignee: Siemens APP und Maschinen GmbH
Current assignee: Siemens APP und Maschinen GmbH
Priority date: 1938-10-21
Filing date: 1938-10-21
Publication date: 1942-04-18

Description

Vorrichtung zur Peilung und geographischen Ortsbestimmung, insbesondere auf Seec und Luftfahrzeugen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Peilung und geographischen Ortsbestimmung, insbesondere auf See- und Luftfahrzeugen, mit Hilfe elektrischer Wellen unter Benutzung einer Rahmenantenne und einer Hilfsantenne zur Kompensierung der in der Rahmen antenne auftretenden Störspannung bei fernbedienten Peilempfängern.Device for direction finding and geographic location determination, in particular on Seec and aircraft The invention relates to a device for Bearing and geographic location, especially on sea and air vehicles, with the aid of electric waves using a loop antenna and an auxiliary antenna to compensate the interference voltage occurring in the frame antenna with remote-controlled DF receivers.

Es ist bekannt, die von ortsfesten Sendern ausgestrahlten elektrischen Wellen durch die Rahmenantenne einer an dem Ort, dessen Lage zu den Sendern ermittelt werden soll, befindlichen Empfangseinrichtung aufzufangen. Dabei wird die Rahmenspannung Null, wenn der angepeilte Sender senkrecht zu der Rahmenantenne liegt. Durch Drehen der Rahmenantenne kann so die Richtung, in der der Sender liegt, bestimmt werden. It is known that the electrical radiated by fixed transmitters Waves through the loop antenna one at the location whose location to the transmitter is determined is to be received, located receiving device. This is the frame tension Zero if the targeted transmitter is perpendicular to the loop antenna. Go berserk the loop antenna can thus determine the direction in which the transmitter is located.

Infolge von Unsymmetrien im Aufbau, die sich nie ganz vermeiden lassen, empfängt aber der Rahmen nebenher noch als einfache Antenne, so daß eine Störspannung auftritt, deren Phase um go" gegen die Rahmenspannung verschoben ist. Ein völliger Abgleich auf Null wird dadurch unmöglich. As a result of asymmetries in the structure, which can never be completely avoided, but the frame also receives it as a simple antenna, so that an interference voltage occurs whose phase is shifted by go "against the frame voltage. A complete one This makes it impossible to adjust to zero.

Um diese Störspannung auszuschalten, hat man daher noch eine Stabantenne angeordnet, deren Spule mit der Rahmenantennenspule. und der Empfängerspule gekoppelt ist. Die von der Stabantenne gelieferte Kompensationsspannung muß der vorhandenen Störspannung in der Größe gleich, jedoch in der Phase entgegengesetzt sein.In order to switch off this interference voltage, you have a rod antenna arranged whose coil with the loop antenna coil. and the receiver coil coupled is. The compensation voltage supplied by the rod antenna must match the existing Interference voltage must be equal in size but opposite in phase.

Zur Einstellung der erforderlichen Kompensationsspannung hat man bisher eine Schaltung nach Fig. 1 benutzt. Darin ist mit I die Rahmenantenne und mit z die Stabantenne bezeichnet. Die - Stabantennenspannung wird über den Differentialkondensator 3 zu der Spule 4 geleitet. 5 ist die Rahmenantennen spule und 6 die Empfängerspule. Bei symmetrischer Stellung des Differentialkondensators 3 fließen durch die beiden Hälften der Spule 4 gleiche Ströme, aber in entgegengesetzter Richtung, so daß sich die Induktionswirkungen auf die Empfängerspule 6 aufheben. Wenn der Differentialkondensator aber verstellt wird, fließt in der einen Hälfte der Spule 4 ein größerer Strom als in der anderen, und es wird in der Empfängerspule eine der Störspannung gegenphasige Spannung induziert. Wird durch richtiges Einstellen des Differentialkondensators die induzierte Spannung der Störspannung gleichgemacht, so wird diese kompensiert. To set the required compensation voltage one has hitherto a circuit according to FIG. 1 has been used. In it is with I the loop antenna and with z denotes the rod antenna. The rod antenna voltage is generated across the differential capacitor 3 passed to the coil 4. 5 is the loop antenna coil and 6 is the receiver coil. If the differential capacitor 3 is in a symmetrical position, flow through the two Halves of the coil 4 equal currents, but in opposite directions, so that cancel the induction effects on the receiver coil 6. When the differential capacitor but is adjusted, a larger current than flows in one half of the coil 4 in the other, and one of the interference voltages is in phase opposition in the receiver coil Voltage induced. Is achieved by properly adjusting the differential capacitor the induced voltage is made equal to the interference voltage, this is compensated.

Bei dieser Anordnung treten jedoch Schwierigkeiten auf, wenn es sich darum handelte sie aus der Ferne zu bedienen. Hierzu ist es infolge der rein mechanischen Einstellung der Kompensationsspannung erforderlich, einen Elektromotor zu verwenden, was sich natürlich raum- und gewichtsmäßig nachteilig auf die gesamte Anordnung auswirkt. With this arrangement, however, difficulties arise when it is therefore acted to operate from a distance. To do this it is due to the purely mechanical Adjustment of the compensation voltage required to use an electric motor, which is of course disadvantageous in terms of space and weight to the entire arrangement affects.

Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu vermeiden und erreicht dies dadurch, daß die von der Hilfsantenne gelieferte Kompensationsspannung nach Größe und Richtung durch unmittelbar in den Hochfrequenzkreis eingeschaltete, elektrisch veränderbare Widerstände einstellbar ist. The invention aims to avoid and achieve these disadvantages this in that the compensation voltage supplied by the auxiliary antenna after Magnitude and direction by being connected directly to the high-frequency circuit, electrically changeable resistances is adjustable.

In der Rundfunktechnik sind allerdings zur Lautstärkenregelung schon Heißleiter mit unmittelbarer Heizung verwendet worden, die im Gitterkreis eines Rohres liegen und somit dessen Gittervorspannung beeinflussen. Im Gegensatz zur erflndungsgemäßen Anordnung, wo die elektrisch veränderlichen Widerstände im Hochfrequenzkreis liegen, erfolgt hier also die Regelung in einem Gleichstromkreis. In broadcast technology, however, are already used for volume control NTC thermistors with immediate heating have been used, which are in the grid circle of a Pipe and thus affect its grid prestress. In contrast to according to the invention, where the electrically variable resistors in the high-frequency circuit are, the regulation takes place here in a direct current circuit.

Außerdem zeigt aber diese Regelanordnung gegenüber der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Nachteile, die gegen eine Verwendung derselben für die vorliegenden Zwecke der Peilung sprechen. Es ist zu jedem Heißleiter zumindest noch eine Röhre anzuordnen. Neben diesem Mehraufwand liegt aber auch schon in der Verwendung von Röhren schlechthin ein Nachteil. Man ist dann nämlich gezwungen, von Zeit zu Zeit die Symmetrie der Röhren nachzuprüfen, da nur in diesem Fall ein richtiges Arbeiten der Peilanordnung vorliegt. So kann beispielsweise eine Röhre mit der Zeit nachlassen oder ganz ausfallen, ohne daß dies sofort zu bemerken wäre.In addition, however, this control arrangement shows compared to that according to the invention proposed disadvantages against using the same for the present Purposes of bearing talk. There is at least one more tube for each thermistor to arrange. In addition to this additional effort, there is also the use of Tubes are an absolute disadvantage. You are then forced from time to time to check the symmetry of the tubes, because only in this case a correct work the bearing arrangement is available. For example, a tube can degrade over time or fail completely without this being noticed immediately.

Jedoch ist dann die mit der Anordnung gelieferte Kompensationsspannung falsch und würde den gewünschten Effekt nicht nur nicht erzielen, sondern im Gegenteil ein richtiges Peilen mit der Rahmenantenne völlig unmöglich machen.However, this is then the compensation voltage supplied with the arrangement wrong and would not only not achieve the desired effect, but on the contrary make correct direction finding with the loop antenna completely impossible.

In den Fig. 2 bis 4 sind einige Ausführungsbeispiele dargestellt, durch deren Beschreibung im nachfolgenden die Erfindung näher erläutert wird. In Figs. 2 to 4 some embodiments are shown, the invention is explained in more detail by the description thereof in the following.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. gelangt die von der Stabantenne 2 gelieferte Kompensationsspannung zu einer Differentialschaltung, die von zivei gleich großen Induktivitäten 7 und 8 und den beiden Hälften der Spulen 4 gebildet wird. Die Induktivitäten 7 und S sind zwischen den Polen von Elektromagneten 9 und Io angeordnet, deren Erregerwicklungen 1 1 und 12 in einer gemeinsamen Brückenschaltung liegen. Die Brücke ist mit Hilfe eines Potentiometers 13 einstellbar und wird von einer Gleichstromquelle 14 gespeist. In the embodiment according to FIG. The comes from the rod antenna 2 supplied compensation voltage to a differential circuit, which zivei equally large inductances 7 and 8 and the two halves of the coils 4 are formed will. The inductances 7 and S are between the poles of electromagnets 9 and Io arranged, the excitation windings 1 1 and 12 in a common bridge circuit lie. The bridge is adjustable with the aid of a potentiometer 13 and is controlled by a direct current source 14 fed.

Solange der verschiebbare Kontakt des Potentiometers I3 in der Mittelstellung steht, werden die Magnete 9 und i o gleichmäßig erregt und die Induktivitäten somit gleich stark beeinflußt. Demzufolge fließen, da der Widerstand der Induktivitäten 7 und S gleichbleibt, in den beiden Hälften der Spule 4 gleiche Ströme, die sich aufheben. Bei Verschiebung des Potentiometerkontaktes, beispielsweise nach oben, wird die Erregung der Spule ii vergrößert und die der Spule 12 verkleinert. Der Einfluß des Magneten 9 auf die Induktivität 7 wird stärker, wodurch deren Widerstand sinkt, und der Einfluß des Magneten 10 auf die Induktivität 8 kleiner, wodurch deren Widerstand steigt. Infolgedessen fließt jetzt durch die obere Hälfte der Spule 4 ein größerer Strom als durch die untere, und es wird eine entsprechende Induktionswirkung auf die Empfängerspule 6 ausgeübt. As long as the sliding contact of the potentiometer I3 is in the middle position stands, the magnets 9 and i o are excited uniformly and thus the inductances equally strongly influenced. As a result, flow as the resistance of the inductors 7 and S remains the same, in the two halves of the coil 4 the same currents that arise lift. When moving the potentiometer contact, for example upwards, the excitation of the coil ii is increased and that of the coil 12 is decreased. Of the Influence of the magnet 9 on the inductance 7 becomes stronger, whereby its resistance decreases, and the influence of the magnet 10 on the inductance 8 smaller, whereby their Resistance increases. As a result, it now flows through the upper half of the coil 4 a larger current than through the lower one, and there will be a corresponding induction effect exerted on the receiver coil 6.

Durch richtige Einstellung des Potentiometers 13 kann also die Richtung und Größe der Kompensationsspannung so bemessen werden, daß die in der Spule 5 der Rahmenantenne 1 fließende Störspannung aufgehoben wird.By correctly setting the potentiometer 13, the direction and size of the compensation voltage are dimensioned so that the in the coil 5 of Loop antenna 1 flowing interference voltage is canceled.

In Fig. 3 werden an Stelle von Induktivitäten Vprstärkerröhren, und zwar Schirmgitterröhren 15 und I6, in Gegentalçtschaltung verwendet. Die Kompensationsspannung wird den Steuergittern der Röhren zugeführt. Die Ankopp]ung der Stabantenne 2 erfolgt über einen Ohmschen Widerstand 17, um die richtige Phase der Kompensationsspannung beizubehalten. Mittels eines Potentiometers 18 kann die Kathodenspannung der beiden Schirmgitterröhren eingestellt werden. In FIG. 3, instead of inductors, Vpramplifier tubes, and screen grid tubes 15 and I6, used in counter-valley circuit. The compensation voltage is fed to the control grids of the tubes. The rod antenna 2 is coupled through an ohmic resistor 17 to ensure the correct phase of the compensation voltage to maintain. By means of a potentiometer 18, the cathode voltage of the two Screen grid tubes can be adjusted.

Da die Gitter der Schirmgitterröhren miteinander verbunden sind, fließen in der Mittelstellung des Potentiometers 18 bei gleichen Kennlinien gieiche Hochfrequenzströme in den beiden Hälften der Spule 4. Bei einer Verstellung des Potentiometers wird die Gittervorspannung der einen Röhre verkleinert und damit deren Verstärkungsgrad vergrößert, während die Gittervorspannung der anderen Röhre vergrößert und entsprechend deren Verstärkungsgrad verkleinert wird. Auf diese Weise kann die Größe und Richtung der erforderlichen Kompensationsspannung hergestellt werden, die dann die störende Komponente der Rahmenspannung in der Empfängerspule 6 aufhebt. Since the grids of the screen grid tubes are connected to each other, flow in the middle position of the potentiometer 18 with the same characteristics High-frequency currents in the two halves of the coil 4. In the event of an adjustment of Potentiometer, the grid bias of one tube is reduced and thus their gain increases while the grid bias of the other tube is increased and its degree of gain is reduced accordingly. In this way can produce the size and direction of the required compensation voltage which are then the disturbing component of the frame voltage in the receiver coil 6 cancels.

Schließlich sind bei den drei Ausführungsbeispielen nach Fig. 4 als elektrisch veränderliche Widerstände Heißleiter 19 und 20 verwendet, die von einer Stromquelle E geheizt werden. Dic Größe der Heizung hängt yon der Stellung eines Potentiometers 21 ab. Bei gleichem Strom durch beide Heißleiter, was in der Mittelstellung der Potentiometer der Fall ist, stellen diese auch einen gleich großen Widerstand dar, und es fließen in den beiden Hälften der Spule 4 gleiche Ströme. Finally, in the three exemplary embodiments according to FIG. 4, as electrically variable resistors NTC thermistors 19 and 20 used by a Power source E can be heated. The size of the heater depends on the position of one Potentiometer 21. With the same current through both NTC thermistors, what is in the middle position the potentiometer is the case, these also represent an equal resistance and there are 4 equal currents flowing in the two halves of the coil.

Wird dann das Potentiometer verstellt, so wird der eine Heißleiter stärker geheizt, wodurch sein Widerstand sinkt, während der andere gleichzeitig schwächer geheizt wird, infolgedessen sein Widerstand wächst.If the potentiometer is then adjusted, one of the thermistors becomes more heated, which decreases its resistance, while the other at the same time is less heated, as a result of which its resistance increases.

Die beschriebenen und in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiele haben vor allem den Vorteil, daß die Potentiometer I3, 18 und 21 mit ihren drei Anschlußleitungen ohne weiteres in einer beliebigen Entfernung von den übrigen Teilen der Schaltung angeordnet werden können, womit ohne Mehraufwand an Raum und Gewicht eine Fernbedienung erreicht ist. Abgesehen davon hat die Anordnung nach Fig. 3 gegenüber der bekannten nach Fig. I noch den weiteren Vorteil, daß wegen des hohen inneren Widerstandes der Schirmgitterröhre praktisch keine Rückwirkung auf die Abstimmung stattfindet. The exemplary embodiments described and illustrated in FIGS The main advantage is that the potentiometers I3, 18 and 21 with their three Connection lines easily at any distance from the other parts the circuit can be arranged, thus without additional expenditure in terms of space and weight a remote control is reached. Apart from that, the arrangement according to FIG. 3 has opposite the known according to Fig. I still have the further advantage that because of the high inner Resistance of the screen grid tube has practically no effect on the vote takes place.

Die Schaltung nach Fig. 4 aber ist besonders für Luftfahrzeugte geeignet, da sie sehr wenig Raum und Gewicht beansprucht.The circuit according to Fig. 4, however, is particularly suitable for aircraft since it takes up very little space and weight.

PATENTANSPRCHE: I. Vorrichtung zur Peilung und geographischen Ortsbestimmung mittels elektrischer Wellen unter Benutzung einer Rahmenantenne und einer Hilfsantenne zur Kompensierung der in der Rahmenantenne auftretenden Störspannung bei fernbedienten Peilempfängern, insbesondere auf See-und Luftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Hilfsantenne gelieferte Kompensationsspannung nach Größe und Richtung durch unmittelbar in den Hochfrequenzkreis eingeschaltete elektrisch veränderbare Widerstände einstellbar ist. PATENT CLAIMS: I. Device for direction finding and geographic location determination by means of electric waves using a loop antenna and an auxiliary antenna to compensate for the interference voltage occurring in the loop antenna with remote-controlled DF receivers, in particular on sea and air vehicles, characterized in that that the compensation voltage supplied by the auxiliary antenna according to size and direction by directly switched into the high-frequency circuit electrically changeable Resistances is adjustable.

Claims

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the compensation voltage a differential circuit is fed, the branches of each of which are electrically variable resistance and each half of the auxiliary antenna coil are formed.

3. Apparatus according to claim I and 2, characterized in that inductors are used as electrically variable resistors.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the inductances between the poles of electromagnets are arranged, their excitation windings in a common bridge circuit that can be set using a potentiometer lie.

5. Apparatus according to claim I and 2, characterized in that amplifier tubes are used as electrically variable resistors.

6. Apparatus according to claim 5, characterized by the use of screen grid tubes in push-pull circuit, whose control grid provides the compensation voltage is fed.

7. Apparatus according to claim and 6, characterized in that the coupling of the auxiliary antenna is made via an ohmic resistor.

8. Apparatus according to claim 5 and following, characterized in that that the gain of the tubes by changing the grid bias by means of a potentiometer is adjustable.

9. Apparatus according to claim I and 2, characterized in that NTC thermistors are used as electrically variable resistors.

10. Apparatus according to claim 9, characterized in that the NTC thermistor resistance can be changed by changing its heating current.