DE735825C

DE735825C - Formation of the bearing goniometer used in patent 706538

Info

Publication number: DE735825C
Application number: DET54036D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Konrad Bihl
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1940-07-21
Filing date: 1940-07-21
Publication date: 1943-05-28

Description

Ausbildung des im Patent 706 538 benutzten Peilgoniometers Zusatz zum Patent 706 538 Gegenstand des Hauptpatents ist ein Adcockantennensystem, bei dem die Einzelantennen an die in der Mitte hochfrequenzmäßig geerdeten Feldspulen eines Goniometers angeschlossen sind, mit dem Kennzeichen, daß im Goniometer eine oder mehrere zusätzliche Spulen derart angeordnet sind, daß in ihnen durch die zur Erde fließenden Ströme eine Spannung induziert wird, .die zur Seitenbestimmung und/oder Enttrübung ausnutzbar ist. Als Ausführungsbeispiel dieses Gedankens ist im Hauptpatent die in Abb. I wiedergegebene Schaltung für die Feld- und Hilfsspulen dargestellt, auf die zur Erläuterung der Erfindung kurz eingegangen werden soll. Auf einem Eisenring a sind vier Wicklungen fi bis f4 900 gegeneinander versetzt angeordnet. Je zwei diametral gegenüberliegende Wicklungen sind an ihren Enden miteinander verbunden. Ferner sind alle Wicklungen in der Mitte angezapft und über diese Anzapfungen an die Einzglantennen des Richtantennensystems, z. B. an zwei gekreuzt Adcockantennensysteme, angeschlossen. Der Wicklungssinn der einzelnen Spulenhälften ist so gewählt, daß die Peilströme ein aus dem Ring austretendes resultierendes Feld H erzeugen, während die gegen Erde abfließenden, vom Vertikalantenneneffekt herrührenden Ströme einen im Eisenring verbleibenden Ringfluß H' liefern. Die Suchspule c des Goniometers ist auf einem drehbaren Eisenkern b angeordnet und wird in belsannter Weise so eingestellt, daß sie durch den Peilfluß H nicht erregt wird.Formation of the bearing goniometer used in patent 706 538 add-on to patent 706 538 The main patent is an adcock antenna system, at the individual antennas to the field coils, which are grounded in the middle with high frequencies of a goniometer are connected, with the indication that in the goniometer a or more additional coils are arranged so that in them by the for Currents flowing through the earth induce a voltage, which is used to determine the side and / or Clearance is exploitable. As an embodiment of this idea is in the main patent the circuit shown in Fig. I for the field and auxiliary coils is shown, which will be briefly discussed to explain the invention. On an iron ring a four windings fi to f4 900 are arranged offset from one another. Two each diametrically opposite windings are connected to one another at their ends. In addition, all windings are tapped in the middle and connected via these taps the single antenna of the directional antenna system, e.g. B. on two crossed Adcock antenna systems, connected. The direction of winding of the individual coil halves is chosen so that the bearing currents generate a resulting field H emerging from the ring, while the currents flowing down to earth, originating from the vertical antenna effect supply ring flux H 'remaining in the iron ring. The search coil c of the goniometer is arranged on a rotatable iron core b and is set in a belsannter way so that that it is not excited by the flow H.

Auf dem Goniometer a sind ferner vier in Serie geschaltete Hilfswicklungen et bis c4 symmetrisch zwischen den einzelnen Feldspulenwicklungen verteilt. Diese Hilfswicklungen werden durch den Ringfluß H' erregt. There are also four auxiliary windings connected in series on the goniometer a et to c4 distributed symmetrically between the individual field coil windings. These Auxiliary windings are excited by the toroidal flux H '.

Da der Ringfluß gegen den Peilfluß genau 90° phasenverschoben ist, wird an den Klemmen der Hilfswicklung eine Spannung erhalten, die bezüglich der Peilspannung eine genau elefinierte Phasenlage aufweist und daher zur Enttrübung und/oder Seitenbestimmung brauclabar ist.Since the ring flow is exactly 90 ° out of phase with the bearing flow, a voltage is obtained at the terminals of the auxiliary winding which, with respect to the Bearing voltage has a precisely defined phase position and therefore for clearing the cloud and / or side determination is brauclabar.

Die beschriebene Schaltung der Feldspule hat den Vorteil, daß die Peilströme in den beiden Wicklungsteilen jeder Feldspulenhälfte f, von der Mittelanzapfnung derselben aus gesehen, symmetrisch verlaufen. Wenn daher die Stromverteilung längs der Wicklung durch Ableitströme (z. B. über die XViclslungskapazität) geändert wird, d. h. wenn der Strombelag gegen die Wicklungsenden zu-oder abnimmt. dann bleibt der für die Lage des entsprechenden Goniometerfeldes maßgebliche Schwerpunkt im Diagramm des Strombelages unverändert. In Abb. 1a ist der Strombelag (Strom I als Funktion des Abstandes x vom Wicklungsende) für eine Feldspulenhälfte f dargestellt. Man erkennt, daß der Schwerpunkt S des Diagramms die gleiche Winkellage einnimmt, die er bei gleichmäßiggem Strombelag aufweisen würde. The circuit of the field coil described has the advantage that the Bearing currents in the two winding parts of each field coil half f, from the center tap seen from the same, run symmetrically. Therefore, if the current distribution is longitudinal the winding is changed by leakage currents (e.g. via the winding capacitance), d. H. when the current load against the winding ends increases or decreases. then stays the center of gravity in Diagram of the current load unchanged. In Fig. 1a the current load (current I as Function of the distance x from the end of the winding) for a field coil half f. It can be seen that the center of gravity S of the diagram assumes the same angular position, which it would have if the current was uniform.

In der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß auch bei dieser Feldspulenschaltung unter Umständen Winkelfehler auftreten können. die jedoch durch andere Ursachen bedingt sind. Wenn man nämlich die Verbindungsleitungen V der einzelnen Feldspulenhälften zur Erzielung einer größeren Hilfsspannung an Erde legt, dann sind die beiden Wicklungsteile jeder Wicklungshälfte zwischen dem Anschlußpunkt der Antennen und dem Erdungspunkt parallel geschaltet. Eine solche Parallelschaltung schadet nicht, solange die beiden Wicklungsteile vom gleichen Feld durchsetzt sind. Wenn jedoch das Feld innerhalb der beiden Wicklungshälften verschieden ist, was durch das Zusammenwirken der beiden gekreuzten Feldspulen bei beliebiger Lage des Senders im allgemeinen der Fall ist, dann wird nach Parallelschaltung der beiden Wicklungsteile der Verlauf des resultierenden Goniometerfeldes geändert. Die beiden parallel geschalteten Wicklungsteile bilden nämlich eine Kurzschlußwicklung für das Feld der anderen Feldspule und bewirken als solche eine Feldverdrängung in ihrer näheren Umgebung und damit Winkelfehler. Gleichzeitig ergibt sich der Nachteil, daß diese Kurzschlußwicklung auch die Induktivität der FRucllspule vom Drehwinkel beeinflußt, so daß eine Störung des Gleichlaufes im abgestimmten Suchspulenkreis und den übrigen abgestimmten Empfängerkreisen auftritt. In practice, however, it has been shown that even with this field coil circuit angle errors may occur under certain circumstances. however, due to other causes are conditional. If you namely the connecting lines V of the individual field coil halves to achieve a larger auxiliary voltage to earth, then the two winding parts each half of the winding between the connection point of the antennas and the grounding point connected in parallel. Such a parallel connection does no harm as long as the two Winding parts are penetrated by the same field. However, if the field is within of the two winding halves is different, which is due to the interaction of the two crossed field coils is generally the case with the transmitter in any position, then, after the two winding parts are connected in parallel, the course of the resulting Goniometer field changed. Form the two winding parts connected in parallel namely a short-circuit winding for the field of the other field coil and cause as such, a field displacement in its immediate vicinity and thus angular errors. At the same time there is the disadvantage that this short-circuit winding also reduces the inductance the FRucllspule influenced by the angle of rotation, so that a disturbance of the synchronism occurs in the matched search coil circuit and the other matched receiver circuits.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, könnte man die Wicklungsanordnung so treffen, wie dies in Abb. 2 dargestellt ist. Der Deutlichkeit halber sind in dieser Abbildung nur der Goniometerring a und eine Feldspule herausgezeichnet, die aus den beiden in Serie geschalteten Wicklungshalften f3 und f4 bestehen. Die Verbindungsleitung V der beiden Wicklungshälften ist geerdet. Bei dieser Anordnung werden zwar die durch die Parallelschaltung der Wicklungen bei der Anordnung nach Abb. 2 bedingten Feldverzerrungen vermiden, jedoch tritt hierbei eine Drehung des Feldes durch ungleichmäßigen Strombelag längs der Wicklungen auf. Der Strombelag ist über den beiden Wicklungshälften in Diagrammform dargestellt. Wie man erkeun dreht sich die Verbindungslinie der Schwerpunkte S3 und S4 beider Diagramme entgegen dem Uhzeigersinn um den Winkel #, und um den gleichen Winkel dreht sich auch das Goniometerfeld. Da die Form des Strombelages von der Frequenz abhängt, sind auch die verursachten Winkelfehler frequenzabhängig. To avoid this disadvantage, one could consider the winding arrangement as shown in Fig. 2. For the sake of clarity, in in this figure only the goniometer ring a and a field coil are drawn out consist of the two winding halves f3 and f4 connected in series. The connecting line V of the two winding halves is grounded. With this arrangement, the due to the parallel connection of the windings in the arrangement according to Fig. 2 Avoid field distortions, but this results in a rotation of the field due to uneven Current coating along the windings. The current layer is over the two halves of the winding shown in diagram form. As you can see, the line connecting the rotates Centers S3 and S4 of both diagrams counter-clockwise around the angle #, and the goniometer field rotates by the same angle. Since the shape of the Current load depends on the frequency, the angle errors caused are also frequency-dependent.

Die in Abb. 3 dargestellte Schaltung flacil der Erfindung vermeidet im wesentlichen beide aufgezeichneten Fehlerquellen. Ihr Kennzeichen besteht darin, daß die zur Erzeugung der Hilfsspannung für die Enttrübung und/oder Seitenbestimmung dienenden Hilfswicklungen auf einem die Feldspulenwicklungen tragenden Eisenring angeordnet sind und vom Ringfluß des Goniometers erregt werden und daß die diametral am Ring gegenüberliegenden Wicklungshälften jeder Feldspule derart in Serie geschaltet sind, daß der Strombelag beider Wicklungshälften symmetrisch bezüglich der achsparallel zwischen den Wicklungshälften verlaufenden geometrischen Symmetrieebene ist. The circuit shown in Fig. 3 avoids flacil of the invention essentially both sources of error recorded. Their distinguishing feature is that the generation of the auxiliary voltage for the clouding and / or side determination serving auxiliary windings on an iron ring carrying the field coil windings are arranged and are excited by the ring flow of the goniometer and that the diametrical on the ring opposite winding halves of each field coil connected in series in this way are that the current load of both winding halves is symmetrical with respect to the axially parallel between the winding halves running geometric plane of symmetry is.

Wie aus der Abbildung zu ersehen ist, tritt bei dieser Ausbildung des Goniometers keine Drehung des Feldes mehr auf, weil sich die Schwerpunkte S3 und S4 der Strombelagdiagramme in entgegengesetztem Uhrzeigersinn auf dem Goniometerring verschieben und ihre Verbindungslinie daher parallel zu der verläuft, die sich bei gleichmäßigem Strombelag längs der Wicklungen einstellen würde. As can be seen from the figure, this training occurs of the goniometer no longer shows any rotation of the field because the centers of gravity S3 and S4 of the current deposition diagrams in a counterclockwise direction on the goniometer ring shift and its connecting line therefore runs parallel to the one at would set uniform current load along the windings.

Die durch die Unsymmetrie des entstehenden Feldes noch verbleibenden Fehler sind bereits wesentlich kleiner und können daher meist vernachlässigt werden.The remaining ones due to the asymmetry of the resulting field Errors are already much smaller and can therefore usually be neglected.

Da durch die Serienschaltung der beiden Wicklungshälften große Induktivitätswerte auftreten, eignet sich dieses Goniometer insbesondere zur Langwellenpeilung. Because of the series connection of the two winding halves, large inductance values occur, this goniometer is particularly suitable for long-wave direction finding.

Es sei nun darauf hingewiesen, daß es zweckmäßig ist. zur Erzielung einer genau symmetrischen Wicklungsanordnung von einem älteren Vorschlag Gebrauch zu machen und die Wicklungen in einzelne in Serie geschaltete Bündel zu unterteilen. Der Abstand der Biuldel mid ihre Breite kann so belllessen werden, daß eine bestimmte Harmonie des Kopplungsverlaufes bei der Drehung der Suchspule herausfällt. It should now be noted that it is appropriate. to achieve a precisely symmetrical winding arrangement from an earlier proposal and to divide the windings into individual bundles connected in series. The distance between the biuldel and its width can be so small will, that a certain harmony of the coupling process when rotating the search coil falls out.

Die Verbindungsleitungen der einzelnen Wicklungsteile werden vorzugsweise am Umfang des Goniometers geführt, so daß der Rotor leicht in den Stator eingeschoben werden kann. Die Erdung erfolgt zxveckmäßig mit Hilfe einer für alle Wicklungen gemein samen Ringleitung, die längs des Umfanges des Eisenringes geführt ist. The connecting lines of the individual winding parts are preferred guided on the circumference of the goniometer so that the rotor is easily pushed into the stator can be. The grounding is done zxveckweise with the help of one for all windings common ring line, which is guided along the circumference of the iron ring.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E: 1. The training of the patent 706 538 used directional goniometers, especially for long-wave direction finding, characterized by gel, that the generation of the auxiliary voltage for the clouding and / or side determination serving auxiliary windings on an iron ring carrying the field coil windings are arranged and are excited by the ring flow of the goniometer and that the diametrical on the ring opposite winding halves of each field coil connected in series in this way are that the current load of both winding halves is symmetrical with respect to the axially parallel between the winding halves running geometric plane of symmetry is.

2. iron goniometer according to claim I, characterized in that the Series connection of the individual winding halves along the circumference of the goniometer ring he follows.

3. iron goniometer according to claim I and 2, characterized in that that the grounding of the winding halves is carried out with the help of a ring on the circumference of the iron ring, common grounding ring for all winding halves.