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Selbstanzeigender Zielkurspeiler Die Erfindung betrifft einenselbstanzeigenden
Peiler für kurze und ultrakurze Wellen, der dem Führer eines Fahrzeuges ebenso wie
die bekannten Zielkursweiser die Einhaltung eines vorbestimmten Kurses oder gegebenenfalls
die Abweichung von diesem sinngemäß zur Anzeige bringt.
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Es sind bereits verschiedene Verfahren bekannt, die Abweichung eines
Fahrzeuges von einer durch einen beliebigen Sender gekennzeichneten Richtung sinngemäß
anzuzeigen. Bei diesen Verfahren werden entweder Antennensysteme mit verschiedenen
symmetrisch zur Fahrzeuglängsachse liegenden Richtcharakteristiken abwechselnd an
den Empfänger geschaltet und ihre Empfangsenergien verglichen, oder die Antennensysteme
bleiben dauernd über getrennte Verstärker an die beiden Ablenksysteme eines Oszillographen
angeschlossen. Jeder Abweichung des Fahrzeuges vom Kurs in dem einen oder anderen
Sinne wird eine entsprechende Abweichung der so erhaltenen Anzeige von der Anzeige
in der richtigen Fahrtrichtung zugeordnet. Diese bekannten Anordnungen sind jedoch
zur Peilung kurzer Wellen, insbesondere ultrakurzer Wellen, nicht geeignet, da dann
wegen der unvermeidbaren Schaltkapazitäten eine einwandfreie Umschaltung nicht mehr
möglich ist. Andererseits-kann die bei dauernd angeschlossenen Antennen erforderliche
Konstanz der Verstärker noch nicht erzielt werden.
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Es sind auch bereits selbstanzeigende Peiler mit periodisch hin und
her schwenkbarer Richtcharakteristik bekannt, bei denen ein Amplitudenvergleich
der Empfangsspannungen in den Endlagen der pendelnden Richtantenne vorgenommen wird.
Diese mechanisch bewegten Richtantennen sind jedoch auf Fahrzeugen unerwünscht.
Andererseits sind die bisher bekannten Verfahren zur Drehung einer Richtempfangscharakteristik
auf elektrischem Wege kompliziert und nutzen im ivesentlichen die Richtungsverlagerung
des wenig scharfen Maximums für die Anzeige aus.
| Die Erfindung befallt sich mit einem |
| selbstanzeigenden Zielkurspeiler zum Leiten- |
| von Fahrzeugen mit kurzen oder ultrakurz |
| Wellen, bei dem ebenfalls eine Richtchar |
| teristik auf elektrischem Wege period |
| hin und her geschwenkt wird. Dies wird g - |
| mäß der Erfindung dadurch erreicht, daß bei '@ |
Verwendung eines nach Art der Adcocksvsteme zusammengeschalteten Richtantennensystenis
eine periodische und kontinuierliche Verlagerung der Minimumrichtung durch periodische
Änderung der relativen Phasenlage der Empfangsspannungen der Einzelantennen vor
der Zusammenschaltung erfolgt. Im Ausgang des Empfängers ist gleichzeitig in an
sich bekannter Weise ein Indikator vorgesehen,' der die resultierende 1?mpfangsspannung
in Abhängigkeit von der jeweiligen Lage der Richtcharakteristik zur _Anzeige bringt.
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Es ist bekannt, daß bei Antennensystemen, die durch Superposition
der Strahlungen einzelner Antennen eine Richtwirkung erhalten, die Lage der resultierenden
Richtcharakteristik auch durch Regelung der Phasen-Beziehungen zwischen den Strömen
der einzelnen Antennen zu beeinflussen ist. Dieses . an sich bekannte Prinzip, welches
z. B. bereits bei Leitstrahlsendern mit zwei vom I
| gleichen Sender gespeisten Einzelantennen |
| zur sprungweisen Verlagerung der Richt- |
| e44.arakteristik durch sprungweise Änderung |
| de#I -. |
| elelztrischen Länge einer Antennenzulei- |
| Anwendung gefunden hat, wird nun er- |
| Ungsgemäß enipfangsseitig zur Schaffung, |
| es neuartigen Kursweisers anhewendet. |
Wird z. B. als richtungsempfindliche -\ritenne ein fester H-Adcock (.ebb. ia) benutzt,
dann macht man normalerweise die Länge der Energieleitung L1 der rechten Antenne
gleich der der linken (L.) und schaltet beide Antennen (A, und rZ.) zur Erzielung
einer iäo°-Phasenverschiebung zwischen ihren Empfangsspannungen an den Anschlußkleminen
K1 und K. der Empfängerleitung L überkreuzt zusammen. Als Charakteristik dieses
Antennensystems erhält man dann, sofern man den Abstand D der beiden Antennen gegenüber
der Wellenlänge der aufgenommenen Schwingungen vernachlässigen kann, bekanntlich
-zwei sich berührende Kreise (Abb. i b), deren gemeinsame Tangente bei Minimumpeilung
die Peilrichtung angibt.
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Besitzen jedoch diese Empfangsspannungen an den Anschlußpunkten beliebige
Phase, dann ergibt sich folgende allgemeine Gleichung für die Richtcharakteristik
der Antenne:
Hierbei ist 5 die Phasenverschiebung der Empfangsspannungen an den Klemmen K1 und
-K., A, die aufgenommene Wellenlänge, D der Abstand der beiden Antennensysteme und
(p der azimutale Einfallswinkel der Wellen, gemessen gegen die durch die Antennen
gebildete Ebene.
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Die Form dieser resultierenden Empfangscharakteristik- und insbesondere
die Winkellage ihres Minimums ist also wesentlich abhängig von der Phasenverschiebung
zwischen den von den einzelnen Antennen an die Anschlußpunkte gelieferten Spannungen.
Liegt der Sender daher nicht genau im Minimum der Charakteristik, dann kann man
ihn gemäß der Erfindung in der Weise anpeilen, daß man die Phasenlage der von den
feststehenden Antennen gelieferten Spannungen so lange ändert, bis das Minimum des
hierdurch geänderten Richtdiagramms in die Senderrichtung weist. Die Bedingungen
hierfür lauten:
Anstatt also das Richtantennensystem in die Minimumlage zu verdrehen, wird erfindungsgemäß
durch entsprechende Änderung der elektrischen Länge der Energieleitungen der Antennen
eine Verschiebung der resultierenden Empfangscharakteristik erzielt. Die Änderung
der elektrischen Länge der Antennenzuleitungen kann z. B. durch Änderung der geometrischen
Länge der Leitungen vorgenommen werden, also durch Verlagerung der Speisepunkte,
wie dies in Abb. 2a dargestellt ist. Diese Speisepunkte K1 und K. sind hier gegenüber
der Abb. i a um einen Betrag d aus der Mitte verschoben. Dies bewirkt eine Verdrehung
des Minimums der Empfangscharakteristik um den Winkel 0 (Abb. 2 b). Daß hierbei
auch die Charakteristik in ihrer-Form verzerrt wird, ist nebensächlich, sofern nur
das Minimum selbst scharf erhalten bleibt.
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In Abb. 2c ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens dargestellt,
bei dein an die beiden Antennensysteme A, bzw. A, Zuleitungen L1 und L.., in Form
von Lechersystemen angeschlossen sind, die über gemeinsam verstellbare Schleifkontakte
S, bzw. S. zu der gemeinsamen Empfängerleitung L führen. Diese Ausführungsform ist
zwar einfach,
doch entstehen hier freie Enden, die zu Reflexionen
Anlaß geben und eine Frequenzabhängigkeit des Empfangsdiagramms verursachen. Eine
günstigere Form der Energie-,.. Leitung ist in Abb. zd dargestellt, bei der.i freie
Enden vermieden werden. Zu dieseif-Zweck sind die Energieleitungen L1 und L2 der
Antennen als konzentrische Rohrleitungen ausgebildet, in welche die Speiseleitung
L für den Empfänger posaunenartig eingeschoben werden kann. Die Anordnung kann auch
in der bezeichneten Weise als Doppelleitung ausgebildet werden.
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Die elektrische Länge der Verbindungsleitung der Antennen kann aber
auch unter Beibehaltung der geometrischen Länge geändert werden, indem durch Kettenleiter
(z. B. Kondensatoren) eine geeignete Phasenverschiebung zwischen den an den Klemmen
K1 und K2 (Abb. z a) wirksam werdenden Eingangsspannungen der Antennen Ai und A2
bewirkt wird. Es hat sich erwiesen, daß zu diesem Zweck die Einschaltung eines einzigen
Kondensators in eine der beiden Zuleitungen genügt, um den Peilstrahl zu verdrehen.
Es ist ferner möglich, eine solche Phasenverschiebung durch Änderung des Dielektrikums
und der dadurch hervorgerufenen Änderung der Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Wellen
im Leitersystem zu bewirken.
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Um nun eine Standanzeige des Peilergebnisses zu erhalten, wird erfindungsgemäß
in Abhängigkeit von der Änderung der elektrischen Länge der Verbindungsleitungen
eine Anzeigevorrichtung gesteuert, der auch die Ausgangsspannungen des Empfängers
zugeführt werden.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens ist in Abb. 3 schematisch
dargestellt. Die elektrische Länge der Verbindungsleitungen der beiden Antennensysteme
A1 und A2 wird durch Verschieben der Schleifkontakte S,. und S2, die beispielsweise
von einem Motor M über eine schwingende Kurbelschleife Sk angetrieben werden, periodisch
geändert. Synchron mit der Verstellung dieser Schleifkontakte wird auch die Winkellage
der Leuchtröhre L geändert, der die Ausgangsspannungen des Empfängers E zugeführt
werden. Die Leuchtröhre L wird über eine Skala SA bewegt, die für eine bestimmte
Wellenlänge in Graden der Abweichung geeicht werden kann. Die Anordnung ist nun
so getroffen, daß die Leuchtröhre beim Minimumempfang aufleuchtet oder erlischt,
so daß diese Stellung auf der Anzeigeskala gekennzeichnet wird. Liegt der Sender
genau voraus, so leuchtet die Röhre L in Skalenmitte auf.
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Soll das Fahrzeug auf der Verbindungslinie zweier Sender gesteuert
werden, so kann man nach der bekannten Deckpeilmethode zwei Instrumente zur Anzeige
benutzen, von denen jedes einem Sender zugeordnet ist. Die Sender selbst können
auf gleicher Wellenlänge mit verschiedenen Modulationsfrequenzen arbeiten, wobei
diese Modulationsfrequenquenzen im Ausgang des Empfängers durch Siebketten getrennt
und den beiden Indikatoren zugeführt werden.
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Soll geprüft Nverden, ob der gewünschte Kurs oder Gegenkurs eingehalten
wird, dann muß das Flugzeug ein wenig aus der Flugrichtung herausgebracht werden.
Ändert dann der Indikator A seine Anzeige gleichsinnig mit der Kursabweichung, dann
wird der falsche Kurs verfolgt. Bei Ausfall eines Senders fällt auch die Anzeige
aus, da die Leuchtröhre entweder dauernd leuchtet oder dauernd dunkel bleibt.
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Will der Pilot, um eine Abtrift auszugleichen, Vorhaltewinkel geben,
dann müssen die beiden Indikatoren in entgegengesetzten Richtungen gleiche Winkel
anzeigen.
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Durch das dargelegte Ausführungsbeispiel ist der Erfindungsgedanke
natürlich in keiner Weise begrenzt. An Stelle der beschriebenen mechanisch bewegten
Anzeigevorrichtung kann natürlich jede der bekannten Anordnungen verwendet werden,
bei der eine von zwei verschiedenen Größen abhängige Anzeige erhalten wird. So sind
insbesondere hierzu Oszillographen, vorzugsweise Kathodenstrahlröhren, geeignet,
wobei dem einen Ablenksystem eine Spannung in Abhängigkeit von der jeweiligen Lage
des Richtdiagramms und dem anderen Ablenksystem die dieser Lage entsprechende Empfangsspannung
zugeführt wird. Es lassen sich ferner hei der Deckpeilung die beiden Anzeigen in
einem Doppelzeigerinstrument derart vereinigen, daß je ein Zeiger des Instrumentes
einem voraus und einem achtern liegenden Sender zugeordnet ist.