DE735971C - Leitstrahl-Sendeeinrichtung - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 4, JUNI 1943

.■- REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21a⁴ GRUPPE 48 ii

I 64801 VIIIajsiat

ist als Erfinder genannt worden.

Hans-Bodo Willers in Berlin Leitstrahl-Sendeeinrichtung

Patentiert im Deutschen Reich vom io. Juni 1939 an Patenterteilung bekanntgemacht am 22. April 1943

ist in Anspruch genommen.

Die Erfindung bezieht sich auf solche Leitstrahl-Sendeanlagen, welche mit Ultrakurzwellen betrieben werden. Gegenüber längeren Wellen besitzen ultrakurze Wellen manche Vorteile, aber die auf diesen Wellen arbeitenden Bodenanlagen sind in hohem Grade Störungen durch Reflexionen der Ausstrahlung an Hindernissen ausgesetzt. Aus diesem Grunde macht man bei Navigationsanlagen vielfach von der bequemen Bündelungsfähigkeit der Ultrakurzwellen Gebrauch und bewirkt dadurch, daß die Strahlung in der unmittelbaren Umgebung der festzulegenden Leitrichtungen konzentriert ist und daß zu Rückstrahlungen Anlaß gebende Bodenerhebungen oder Gebäudeanlagen außerhalb des wirksamen Strahlungsbereiches gelangen. Die stark gebündelte Aussendung hat jedoch zur Folge, daß das Auffinden der Leitzone u. U.

Schwierigkeiten bereitet.

Gemäß der Erfindung wird dieser Übelstand dadurch vermieden, daß bei einer Sendeeinrichtung, welche zwei von dem Sender ausgehende, entgegengesetzt verlaufende Leitrichtungen mit Hilfe von Richtstrahlungen großer Bündelungsschärfe erzeugt, in den beiden sich gegenüberliegenden strahlungsfreien, sektorförmigen Bereichen je eine einseitig gerichtet zusätzliche Strählung, und zwar senkrecht und symmetrisch zu den Leitrichtungen, ausgesandt wird. Durch besondere Modulation ist diese Hilfsstrahlung für sich erkennbar; außerdem soll die Zone gegenseitiger Überlappung der beiden HilfsStrahlungen mit den Leitrichtungen zusammenfallen, jedoch nur eine relativ geringe Intensität besitzen.

Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen wird also erreicht, daß der gesamte Bereich um den Sender Strahlungsenergie aufweist, wobei die Hilfsstrahlung, wie noch ausge-

führt werden wird, mit einfachsten Antennenanordnungen erzeugt wird. Infolge derUnterscheidbarkeit der einzelnen Aussendungen ist ein Fahrzeug somit in der Lage, sich jederzeit zu orientieren, und zwar wegen der Überlappung der Hilfsstrahlungen nicht nur qualitativ, sondern auch quantitativ, d. h. der jeweiligen Richtung nach. Eine etwaige Reflexion der Hilfsstrahlungen an Hindernissen kann ίο die eigentlichen Kursrichtungssignale nicht beeinträchtigen, da deren Erkennbarkeit gewährleistet ist.

Es ist an sich bei Leitstrahl-Sendeanlagen bekannt, zusätzlich eine im wesentlichen ungerichtete Hilfsstrahlung vorzusehen, z. B. zu dem Zwecke, Fehlweisungen infolge von Nebenstrahlungen zu vermeiden. Die Hilfsstrahlung wird dann so dimensioniert, daß die schädlichen Nebenstrahlungen überdeckt werden. Diese Maßnahme ist jedoch nicht mehr anwendbar, wenn die Fehlweisungen durch Rückstrahlung bedingt sind. Hier schafft nur, wie eingangs auseinandergesetzt, die Anwendung stark bündelnder Richtantennen Abhilfe, wobei sich wiederum die Nachteile ergeben, mit deren Beseitigung sich die Erfindung befaßt.

Zur weiteren Klarstellung der Erfindung dient die Zeichnung. In dieser bedeutet 1 die Sendestation, die zwei verschiedene Strahlungen mit den Charakteristiken W, W und V, V aussendet. Die Geraden X und Y bezeichnen die beiden geenüberliegenden Leitrichtungen. Es mag angenommen werden, daß die Gerade X nach Norden und die Gerade Y nach Süden weist.

Die eigentliche mit V, V bezeichnete, stark gebündelte Leitstrahlcharakteristik umfaßt vier Diagramme A, N, A', N', die symmetrisch zu der Achse Λ", Y liegen und von denen abwechselnd^ und JV bzw. A' und iV im Rhythmus der Morsezeichen a (·—) und η (—·) getastet werden, so daß sich in bekannter Weise längs der Geraden X, Y ein Dauerton ergibt, während bei Abweichung von diesem Kurs a bzw. η gehört wird. Die Geraden 11, 13, 12, 14, 15, 17, 16, 18 deuten die Grenzwinkel für die Strahlungsdiagramme N, A, N', A' an. Es werden dann in den von den Geraden 14 und 18 sowie 11 und 15 eingeschlossenen Winkelräumen keine Signale der Charakteristiken V, F gehört, abgesehen von schwachen Nebenstrahlungen, die hier vernachlässigt werden sollen.

Bezugsziffer 20 bedeutet ein Hindernis für die Strahlung; wenn kein Teil der Strahlung V dieses Hindernis 20 trifft, so kann keine Reflexion oder Brechung von V stattfinden, so daß die Möglichkeit einer diesbezüglichen Fehlweisung nicht besteht. Es ist klar, daß dann, wenn die Strahlung V in einen genügend engen Bereich konzentriert wird, so daß kein Hindernis in die Winkel 11 bis 14 und 15 bis 18 hineinragt, das System völlig frei von Fehlweisungen ist.

Werden Ultrakurzwellen von einer Wellenlänge von 2 bis 10 m für die Strahlung V verwendet, so erfordert die Konzentration der Strahlungsenergie wenig Aufwand hinsichtlich der Antennenanlage, und es genügt eine verhältnismäßig geringe Strahlungsenergie, um genügende Reichweiten zu erzielen.

Zur allseitigen Orientierung ist nun eriindungsgemäß die zusätzliche Strahlung W, W vorgesehen. Diese Hilfsstrahlung kann im gleichen a-n-Rhythmus wie die Hauptstrahlung getastet werden und ergibt dann übereinstimmende Kurssignale. Es ist jedoch anzustreben, daß sich die Diagramme P und Q gegenseitig nicht stark überlappen, sondern sich in der Hauptsache innerhalb der Winkelräume 14 bis 18 und 11 bis 15 erstrecken, so daß auf der einen Seite der Richtung XY das Signal von P und auf der anderen Seite das von Q empfangen wird.

Wie bereits angedeutet, wird die Hilfsstrahlung von demselben Sender und auf der gleichen Frequenz wie die Strahlung V erzeugt. Um bei gleichem Tastrhythmus eine Unterscheidung herbeizuführen, werden P und Q jedoch mit verschiedenen Tonfrequenzen moduliert. So kann z. B. eine Trägerfrequenz von ιo⁸ Hz für beide Strahlungen (V und W) Verwendung finden und die eine mit dem Ton 500, die andere mit dem Ton 2000 moduliert werden. Gleichzeitig ist die Unterscheidung einer Rechts- oder Linksabweichung vom Kurs dadurch gewährleistet, daß in jedem Fall den Buchstaben η und a die gleiche Bedeutung zukommt. Ferner kann bei einer solchen Anordnung derselbe Empfänger für beide Signale ohne Änderung der Abstimmung Verwendung finden. Ein abgestimmtes Tonfrequenzfilter sorgt lediglich dafür, daß die Signale von W nicht zur Wirkung kornmen, wenn nur die Kursrichtungssignale des engeren Bereiches (V) gewünscht werden. Andererseits kann gegebenenfalls der Pilot gleichzeitig beide Signale empfangen, ohne Gefahr einer Verwechslung wegen der Tondifferenz.

Zur Aussendung der beiden Strahlungsarten V und W dienen zwei getrennte Antenneneinrichtungen. Die Anordnung für die Strahlung V mag z. B. aus acht oder mehr /"-Antennen, je nach der gewünschten Richtschärfe, bestehen. Jedes der vier Diagramme A, Λ", A'', N' kann durch je zwei i-"-Antennen erzeugt werden, die in bekannter Weise so angeordnet sind, daß sie eine verhältnismäßig scharfe Vorderstrahlung ohne nennenswerte Rückwärts- und Seitenstrahlung ergeben. Da-

bei werden zweckmäßig die zweimal zwei F-Antennen, welche die Diagramme^ und Ä bzw. N und N' erzeugen, miteinander für gleichzeitige Speisung verbunden.
Gemäß einer anderen Ausführungsmöglichkeit können solche Antenneneinrichtungen für die Diagramme A, Ä und N, N' verwendet werden, die zum Teil gemeinsame Elemente aufweisen. Auf jeden Fall ist aber anzustreben, die Rückstrahlung des Diagramms AT, soweit sie in das Diagramm Ä fällt, unwirksam zu machen. Das gleiche gilt für die Rückstrahlung von Diagramm A, soweit sie in das Diagramm A^r' fällt. Eine solche Anordnung gibt dann die Gewähr, daß auf gleichen Seiten der Leitlinie stets nur gleichartige Signale empfangen werden. Es wäre natürlich auch denkbar, die Diagramme N und A' bzw. A und JV' jeweils von ein und demselben An-

ao tennensystem zu erzeugen, wie dies gleichfalls bekannt ist. In diesem Falle kehrt sich jedoch das Zeichenverhältnis um, sobald ein Flugzeug den Sender überquert. Ohne Zuhilfenahme eineiKompasses wären daher dieRichtungen X und Y nicht zu identifizieren.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Antennenanordnung für die Strahlung W₁ W in an sich bekannter Weise aus drei vertikalen Dipolen, von denen der mittlere gespeist ist, während die beiden anderen abwechselnd als Reflektordipole wirken. Es können natürlich auch zwei für sich getrennte Antennensysteme Verwendung finden, deren jedes ein kardioidenförmiges Diagramm zu erzeugen imstande ist.

Zweckmäßig sind die a- und n-Modulierungen der Diagramme P und Q . nicht genau komplementär, so daß die Tastungen sich nicht vollständig zu einem Dauerton längs der Geraden XY ergänzen. Dadurch entfällt für den Piloten die Versuchung, die weniger genaue Kursangabe der Strahlung W an Stelle der genaueren der Strahlung V zu verwenden. Die Tastzeichenelemente für die Diagramme P und Q werden dann entweder zeit-Hch etwas langer oder kürzer gewählt als die im gleichen Rhythmus sich abwechselnden Zeichenelemente für die Hauptstrahlung V₁ V. Während nach der bevorzugten Ausführungsform tonfrequente Modulation zur Unterscheidung der Signale von V und W dienen soll, kann das gleiche Ergebnis auch erhalten werden, wenn die beiden Signale mit verschiedenen Überhörfrequenzen moduliert werden und eine Überlagerungsstufe im Empfänger vorgesehen wird, die aus den beiden Modulationen verschiedene Tonfrequenzen ableitet. Die Überhörfrequenzen sind dann so zu wählen, daß die entstehenden Tonfrequenzen eine Verwechslungsmöglichkeit ausschließen.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Sendeeinrichtung' zur Erzeugung zweier um i8o° versetzter Leitrichtungen mit Hilfe je zweier sich überschneidender hochfrequenter Strahlungsdiagramme, welche eine große Bündelungsschärfe aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der beiden sich gegenüberliegenden richtstrahlungsfreien Sektoren je eine einseitig gerichtete zusätzliche Strahlung senkrecht und symmetrisch zur Leitrichtung ausgesandt wird, welche von den starlcgebündelten Strahlungen unterscheidbar sind und deren mit der Leitrichtung zusammenfallende Überlappungszone nur ' eine relativ geringe Intensität aufweist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden zusätzlichen Strahlungen im gleichen Rhythmus komplementär getastet und durch Modulation mit verschiedenen Frequenzen unterschieden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen