-
Zielkurspeiler mit pendelndem Minimumdiagramm Bei Zielkurspeilern
wird meist durch abwechselnde Wirksamkeit zweier sich teilweise überlappender Richtempfangsdiagramme
eine Leitlinie in Richtung der Fahrzeuglängsachse gebildet. Wenn der gepeilte Sender
genau voraus- liegt, dann werden in den beiden Schaltperioden gleich große Empfangsspannungen
aufgenommen, während bei Abweichen von dem durch den Sender vorgeschriebenen Zielkurs
in einem der beiden Schaitzustände größere Empfangsspannungen erhalten werden als
in der anderen, woraus Größe und Richtungssinn der Kursabweichung erkennbar werden.
-
Die Erfindung betrifft einen Zielkurspeiler für kurze und ultrakurze
Wellen, der auch den Empfang getasteter Sender ermöglicht. Außer zur Peilung von
solchen Sendern, die zwecks Nachrichtenübermittlung getastet sind, eignet sich dieser
Empfänger besonders zum Ansteuern der gebräuchlichen UKW-Landebaken für Flugzeuge,
die nach dem Wechseltastverfahren arbeiten. Bei diesen Baken wird, wie in Abb. I
dargestellt ist, sendeseitig eine Leitlinie L durch zwei sich teilweise überlappende
Richtstrahlungen S1 und S2 gebildet, die beispielsweise im Rhythmus der komplementären
Morsebuchstaben E und T abwechselnd wirksam sind. Auf der Leitlinie wird dann Dauerstrich
aufgenommen, während beim Abweichen des Empfängers nach einer Seite das E-Zeichen
und beim Abweichen nach der anderen Seite das T-Zeichen wahrnehmbar hervortritt.
Hierbei ergibt sich noch die Schwierigkeit, daß der Flugzeugführer nur seine Lage
bezüglich des Leitstrahles kennt, jedoch nicht den Kurs, den er zur Verfolgung desselben
einhalten muß. Wenn das Flugzeug daher auf seiner Bahn den Leitstrahl im Punkt P
erreicht, dann wird der Flugzeugführer in Unkenntnis des richtigen Kurses K den
Leitstrahl überfliegen und erst bei Wahrnehmbarwerden der anderen Seitenkennung
wieder zurücksteuern. Auf diese Weise entsteht eine Zickzackbahn B, die natürlich
unerwünscht ist. Um diese Zickzaekbahn zu vermeiden, ist es bereits bekannt, Leitstrahlsender
mit Hilfe von Zielkurspeilern anzusteuern, welche Abweichungen von der Kursrichtung
zum gepeilten Sender anzeigen.
-
Wenn mm getastete Sender nach dem für -die Zielkurspeilung üblichen
Flimmerprinzip angesteuert werden sollen, muß die Umschaltfrequenz der empfangsseitig
gebildeten Leitlinie wesentlich kleiner oder wesentlich größer als die Tastfrequenz
des Senders sein, um
Störungen der Zielkursanzeige durch die Sendertastung
zu vermeiden. Die langsame Umschaltung ist jedoch bei großen Fahrgeschwindigkeiten
nicht mebr brauchbar, weil die Anzeige zu träge wird. Bei hoher Umschaltfrequenz
muß die Bandbreite des Empfängers groß gemacht werden, wodurch seine Störanfälligkeit
steigt. Ferner bereitet die Herstellung von kapazitätsarmen und doch haltbaren Umschaltern
bei sehr kurzen Wellen Schwierigkeiten, die insbesondere bei hoher Umschaltfrequenz
hervortreten. Aus diesem Grunde sind die bekannten Flimmerpeiler mit Instrumentanzeige
nicht ohne weiteres für die Anzeige getasteter Sender im Bereich sehr kurzer Wellen
auszubilden.
-
Es sind auch bereits Flimmerpeiler bekannt, bei denen die in den
beiden Schaltperioden aufgenommenen Empfangsspannungen oszillographisch derart aufgezeichnet
werden, daß sie unterscheidbare Leuchtbilder hervorrufen, deren Größen miteinander
vergleichen werden können. Hierbei werden zwar Fehlanzeigen bei der Peilung getasteter
Sender vermieden, doch werden die Anzeigebilder durch die Sendertastung gestört,
wodurch die Ablesung erschwert wird.
-
Gemäß der Erfindung wird ein Zielkurspeiler für kurze und ultrakurze
Wellen mit periodisch um die Fahrzeuglängsachse pendelndem Minimumdiagramm vorgeschlagen,
der inslesonNdere zur Zielkurspeilung von getasteten UKW-Landebaken dienen soll
und dessen Kennzeichen darin besteht, daß die gleichgerichtete Empfangsspannung
der Richtantenne der ebenfalls gleichgerichteten Empfangsspannung einer ungerichteten
Antenne gegengeschaltet wird, daß zusätzliche Mittel vorgesehen sind, die eine gegenseitige
Amplitudenangleichung dieser Empfangsspannungen außerhalb des Minimumbereiches bewirken
und daß die nach Gegenschaltung resultilerende Ausgangsspannung des Empfängers in
Abhängigkeit von der Winkellage des Ri.chtdiagramms aufgezeichnet wird.
-
Bei der Erfindung wird durch die Versvendung des bei Zielkursp-eilern
an sich bekannten, um die Fahrzeuglängsachse pendelnden Minimum diagramms die Umschaltung
im Empfängereingangskreis vermieden. Um gleichzeitig einen störenden Einfluß einer
gegebenenfalls vorhandenen Sendertastung auf die Anzeige weitgehend zu unterbinden,
wird eine Kompensation der Empfangsspannungen außerhalb des Minimumbereiches des
Richtdiagramms vorgenommen. Auf diese Weise wird, wie später noch erläutert wird,
erreicht, daß nur noch die wenigen in den Minimumbereich fallenden Tastvorgänge
stören und daß die Pendelung des Richtdiagramms wesentlich langsamer durchgeführt
werden kann, als dies sonst im Hinblick auf die Sendertastung erforderlich wäre.
-
Die Erfindung soll nun unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert
werden. Die Abb. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Anwendung für
die Zielkurspeilung von Bakensendern.
-
Die Empfangsspannung der aus den beiden Linearantennen 1 und 2 bestehenden
Richtantenne wird über den Übertrager 3 in den abgestimmten Eingangskreis des Empfängers
4 gekoppelt. Die Minimumrichtung des etwa doppelkreisförmigen Emp fangs diagramms
dieser Richtantenne wird nach einem älteren Vorschlag durch periodische Änderung
der elektrischen Länge der Verbindungsleitungen der Einzelantennen vor ihrer Zusammenschal
-tung mit Hilfe der mechanisch gekoppelten Kondensatoren 5 und 6 in Pendelung versetzt.
-
Die Rotoren dieser Kondensatoren werden zu diesem Zweck von einem
Motor 7 angetrieben.
-
Die Phasenregelglieder 5 und 6 können auch durch veränderbare Umwegleitungen,
insbesonderte durch Posaunenschleber, gebildet werden.
-
Eine ungerichtete Antenne 8 ist an einen weiteren Empfänger g angeschlossen.
Die beiden Empfänger und 9 sind vorzugsweise als Überlagerungsempfänger ausgebildet
und mit einem gemeinsamen Oszillator 10 versehen.
-
Die verstärkte Zwischenfrequenz wird in den Stufen in und 12 gleichgerich-tet.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Empfänger 9 gleichzeitig
zur akustischen Anzeige der Bakenkennung benutzt. Die Gleichrichtung in der Stufe
12 erfolgt daher mit einer solchen Zeitkonstante, daß im Ausgang des Gleichrichters
die im Tastrhythmus schwankende Bakenmodulation auftritt, die in einem akustischen
Indikator 13 wahrnehmbar wird. Die Modulation der Bake wird in der nachfolgenden
Stufe 14 nochmals gleichgerichtet, so daß ein im Tastrhythmus schwankender Gleichstrom
entsteht. Dieser kann in bekannter Weise auch zur Steuerung eines Zuckanzeigeinstrumentes
für die Bakenanzeige dienen. Mit gleicher Zeitkonstante wie die Stufe 14 arbeitet
der Gleichrichter 11. Hinter dem Gleichrichter 11 liegt ein Amplitudenbegrenzer
15, der beispielsweise durch eine mit Gitterstrombegrenzung arbeitende Röhre gebildet
sein kann und bewirkt, daß die nicht empfangsspannung von einer bestimmten Ein -gangsamplitude
ab eine konstant bleibende Gieichspannung im Empfängerausgang liefert Die Aus,gangsgleichspannungen
der Stufen 14 und 15 sind gegengeschaltet und liegen am Vertikalablenksystem einer
Braunschen Röhre 16. Vom Motor 7 wird ferner ein Zeitabiei)kgerät 17 gesteuert,
das den Oszillo graphenstrahl synchron mit der Pendelung
der Richtcharakteristik
in horizontaler Richtung über den Anzeigeschirm pendeln läßt.
-
Die Wirkungsweise der Erfindung soll nun unter Ztihilfenahme des
in Abb. 3 dargestellten Diagramms erläutert werden. Der Kreis 18 bedeutet das Empfangs'diagramm
der ungerichteten Antenne 8. Die Kurven 19 stellen einen Ausschnitt des etwa doppelkreisförmigen
Empfangsdiagramms der Richtantenne I, 2 dar, welches durch den Amplitudenbegrenzer
15 die Form der voll ausgezogenen Kurve 20 erhält. L'er Amplitudenbegrenzer ist
so eingestellt, daß außerhalb des eigentlichen Minimums die gleichgerichteten Empfangsspannungen
der ungerichteten Antenne und der gerichteten Antenne letwa gleieben Wert besitzen
und sich daher nach Gegenschaltung aufheben oder zumindest stark schwächen. Die
Pendelung des Minimums erfolgt in dem von den Linien 21 und 22 teingeschlossenen
Winkelbereich. Durch die Gegenschaltung der gleichgerichteten Ausgangsspannungen
der beiden Empfänger wird aus dem Minimum lein scharfes Maximum, das am Schirm des
Oszillographen als Spitze angezeigt wird. Wenn. der gepfeilte Sender genau voraus
liegt, dann verhält man das in Abb. 4a dargestellte Schirmbild 23, dessen Spitze
an einer Skala 24 die richtige Zielkurslage lerkennen läßt. Bei Abweichen von dieser
Kursrichtung wandert das oszillographische Bild nach der entsprechenden Seite, und
seine Spitze 25 läßt an der Skala 24 Größe und Richtungssinn der Kursabweichung
erkennen.
-
Wenn nun der gepeilte Sender zwischen dem Wert Null und einem bestimmten
Maxitalwert getastet ist, dann bleiben die geraden Teile 27 des Anzeigebildes unverändert
lerhalten. Wenn die Tastung gerade bei Durchlaufen durch das Minimum erfolgt, dann
verschwindet zwar die Anzeigespitze 23, do,ch ist die Wahrscheinlichkeit, daß auch
beim nächsten Minimumdurchgang wieder eine Tastpause vorhanden ist, gering, so daß
bei hinreichend rascher Pendelung das Ausfallen einiger Minimumanzeigen während
der einzelnen Pendelungen nicht m'ehr erkennbar wird.
-
Es ist in diesem Zusammenhang zweckmäßig, Mittel vorzusehen, die eine
Änderung der Phase und/oder der Frequenz der Pendelung gestatten, um zu vermeiden,
daß die Pendelung bei periodischer Sendertastung zufällig gerade mit der Tastperiode
und deren Phase übereinstimmt Wichtig ist, daß nur der Minimumdurchgang eine Anzeigespitze
liefert, wärrend die Tastung selbst auch bei nicht völliger Kompensation der beiden
gleichgerichteten Empfangsspannungen außerhalb des Mimmums keine mit dieser Anzeige
vergleichbaren Sehirmbilder ergibt, so daß die Tastung des Senders keine Fehlablesung
verursachen kann. Wenn die Sendertastung nicht zwischen Null und {einem Maximalwert
schwankt, sonden zwischen zwei von Null verschiedenen Werten, wie dies bei Bakensendern
der Fall ist, dann bleibt die Linie 27 nicht mehr genau erhalten, doch liefert die
Differenzspannung in den Tastperioden so geringe vertikale Ablenkungen des Oszillographenstrahles,
daß eine Verwechslung mit den für die Anzeige auszuwertenden Spitzen der Kurve nicht
zu befürchten ist.
-
In Abb. 4b ist noch dargestellt, daß man für die Anzeige auch die
tonfrequente Ausgangs'spannung des Empfängers verwenden kann. In diesem Fall fällt
der Gleichrichter I4 in Abb. 2 fort, und der Gleichrichter 11 arbeitet mit der gleichen
Zeitkonstante wie der Gleichrichter 12. Man verhält dann das bezüglich der Zeitachse
symmetrische Anzeigebild 26.
-
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Abb. 5 dargestellt.
Hier besteht die Richtantenne aus einem vom Motor 7 mechanisch in Pendelung versetzten
H-Adcock oder Rahmen 27, der im Eingang des Empfängers 4 liegt. Ein weiterer Empfängerg
ist wieder an eine ungerichtete Antenne 8 angeschlossen. Die Empfänger 4 und 9 sind
wie im vorhergehend beschriebenen Beispiel als Überlagerungsempfänger mit einem
gemeinsamen Oszillator 10 ausgebildet. Im Ausgang des Empfängers 4 liegt ein Gleichrichter
28, der einen Ausgangskreis mit großer und 1 einen solchen mit kleiner Zeitkonstante
besitzt. Die im Kreis mit großer Zeitkonstante erhaltene Richtspannung dient zur
selbsttätigen Verstärkungsregelung für den der ungerichteten Antenne zugeordneten
Empfängerteil in einer Stufe 29, während die im Kreis mit kleiner Zeitkonstante
erhaltene niederfrequente und im Tastrhythmus schwankende Modulationsspannung der
Bake einer Glimmröhre 33 zugeführt wird. Die Ausgangsspannung der Stufe 29 wird
ebenfalls im Gleichrichter 30 mit kleiner Zeitkonstante gleichgerichtet, so daß
auch hier die niederfrequente Modulation der Bake erhalten wird, deren Amplitude
jedoch durch die automatische Verstärkungsregelung in den Pendelbereichen außerhalb
des Minimums an die Amplitude der Richtempfangsspannung angepaßt ist. Diese Modulationsspannung
wird zur Kompensation der Tastung über einen Übertrager 32 in den Ausgangskreis
des Gleichrichters 28 eingeführt und wirkt ebenfalls auf die Glimmröhre 33.
-
Die Glimmröhre ist auf einem Zeiger befestigt, oder durch den Motor
7 synchron mit der Pendelung der Richtantenne 27 über einer Skala 34 in Pendelung
versetzt wird. Die Be triebsdaten der Glimmröhre sind so gewählt, daß diese nur
bei den durch den Minimumdurchgang
verursachten Spannungsspitzen
zündet, während etwa vorhandene Restspannungen, die durch die Tastung entstehen,
keine Anzeige bewirken. Hierdurch wird erreicht, daß die Glimmlampe während der
Wendelung jeweils nur in einer solchen Lage aufleuchtet, die der Kurslage des Fahrzeuges
bezüglich des Bakensenders entspricht.
-
Die dargestellten Ausführungsbeispiele erschöpfen natürlich die Ausführungsmöglichkeiten
der Erfindung nicht. Eine zweckmäßige Abänderung der Erfindung besteht z. B. darin,
daß die glelichge'ricbteten und gegengeschal teten Ausgangsspannungen in den beiden
Pendelhälften des Richtdiagramms mit verschiedener Polarität auf ein Anzeigeinstrument
gegeben werden, das wie bei der üblichen Flimmerpeilung die Differenz der Energieinhalte
des Ausgangszeichens anzeigt. Die Umschaltung im Ausgangskreis des Empfängers bereitet
natürlich keine Schwierigkeiten, da es sich hierbei um niederfrequente Spannungen
oder Gleichspannungen handelt.