DE767400C

DE767400C - Method for determining direction by means of rotating directional radiation

Info

Publication number: DE767400C
Application number: DEL99587D
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl-Ing Eggers
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG; C Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG; C Lorenz AG
Priority date: 1939-12-07
Filing date: 1939-12-07
Publication date: 1952-07-31

Description

Verfahren zur Richtungsbestimmung mittels rotierender Richtstrahlung Es ist l)ekannt, Richtungsbestimmungen dadurch zu ermöglichen, daß eine rotierende Richtstralilung und eine zweite ungerichtete und in bestimmter Weisemodulierte Strahlung von einem Sender bekannten Standortes erzeugt werden. Die rotierende Strahlung liefert am Emp fangs ort eine im Rhythmus der Ro tationsfrequenz schwankende Spannung. Wird der ungerichteten Strahlung (mit anderer Trägerfrequenz) eine Wechselspannung aufmoduliert, deren Frequenz der sekundlichen Umlaufzahl des Richtdiagramms entspricht, dann kann am Empfangsort auf Grund der gegenseitigen Phasenlage der beiden Wechselströme die Richtung des Empfangsortes gegenüber dem Sendeort genau bestimmt werden.Method for determining direction by means of rotating directional radiation It is known to enable directional determinations by having a rotating Directional radiation and a second non-directional and in a certain way modulated radiation can be generated by a transmitter of known location. The rotating radiation delivers a voltage fluctuating in the rhythm of the rotation frequency at the receiving site. Will the undirected radiation (with a different carrier frequency) modulates an alternating voltage, whose frequency corresponds to the number of seconds in rotation of the directional diagram, then can at the receiving location due to the mutual phase position of the two alternating currents Direction of the receiving location relative to the sending location can be precisely determined.

Zweckmäßigerweise wird hierbei die Phase des Bezugswechselstromes so gewählt, daß dieser gerade dann durch Null geht, wenn ein Maximum oder Minimum des Richtdiagramms beispielsweise durch Nord läuft. Die Azimutmessung wird somit auf eine nieder-Frequente Phasenmessung zurückgeführt.The phase of the reference alternating current is expediently used here chosen so that it goes through zero when a maximum or minimum of the directional diagram runs through north, for example. The azimuth measurement is thus traced back to a low-frequency phase measurement.

Es ist weiterhin bekannt, die Sendeanlage für dieses grundsätzliche Verfahren dadurch zu vereinfachen, daß eine einzige einseitig gerichtete, jedoch kein absolutes Minimum aufweisende Strahlung erzeugt wird, die mit einer Hilfsfrequenz moduliert ist, welche ihrerseits als Träger für die eigentliche Bezugsfrequenz dient. Und gemäß einem jüngeren bekannten Vorschlag ist auch diese Zwischenträgermchulation entbehrlich, wenn die Strahlung während jedes Umlaufes (in der Nordrichtung einfach kurzzeitig unterbrochen und aus der Periode dieser Unterbrechungen die Bezugsfrequenz konstanter Phase gebildet wird. I) Unterbrechung der Senderhochfrequenz ist nicht immer erwünscht und die Gewinnung der Grundfrequenz aus dem Spektrum der Impulsfolgfrequenz wegen der ateilmäßig stark vertretanen niedrigen Harmonischen nicht einfach. It is still known the transmission system for this fundamental To simplify the process by having a single unidirectional, however No absolute minimum radiation is generated, which with an auxiliary frequency is modulated, which in turn acts as a carrier for the actual Reference frequency serves. And according to a more recent well-known proposal, this is also subcarrier mockup dispensable if the radiation during each orbit (in the north direction simply briefly interrupted and the reference frequency from the period of these interruptions constant phase is formed. I) Interruption of the radio frequency is not always desirable and the extraction of the fundamental frequency from the spectrum of the pulse repetition frequency not easy because of the low harmonics, which are strongly represented in some parts.

Erfindungsgemäß wird daher an Stelle der kurzzeitigen Unterbrechung eine Hilfsmodulation der Richtstrahlung in konstanten Zeitabschnitten vorgenommen, und zwar in der Weise, daß da umlaufende Richtdiagramm während einer Zeitdauer diz einen wesentlichen Teil jeder Rotation ausmacht. lieispielsweise die hälit, bis ein Viertel davon, mit einer beliebigen Hilfsfrequenz moduliert wird. die empfangsseitig die ausslebung der phasen starren Vergleichsfrequenz ermölicht. According to the invention, therefore, instead of the brief interruption an auxiliary modulation of the directional radiation is carried out in constant time segments, in such a way that the circulating directional diagram during a period of time diz is an integral part of any rotation. lie, for example, the hälit, bis a quarter of this is modulated with any auxiliary frequency. the receiving side the implementation of the phase-rigid comparison frequency enables.

Das erfindungsgemäße @ Verfahren geht wie folgt vor sich: Ein Sender erzengt ein Richtdiagramm (olme absolutes Minimunm), das beispielsweise mit der Frequenz 50 Hz umläuft. Während euer bestimmten Zeitdauer. d. h. während eines hestimmten, im Azimut festliegenden Teiles von 300°, der 180° betragen möge, ivird der Sender mit beispielsweise 5000 Hz moduliert. £mpfangsseitig wird man also einmal die Frequenz, die durch den Umlauf des Richtdiagramms entsteht (50 Hz), gewinnen und in konstanten Zeitintervallen. heim gewählten Beispiel ebenfalls fünfzigmal in der Sekunde. die Modulationsfrequenz 5000 Hz. Je nach dem Empfangsort wird dann die Phasenlage zwischen dem Wechselstrom der Umlauffrequenz und dem als Grundwelle in dem periodischen Modulationsvorgang enthaltenen verschieden sein. Im Empfänger wird nach der Demodulation eine Trennung zwischen der empfangenen Umlauffrequenz des Richtdiagramms, nämlich 50 Hz. deren Phase also von der jeweiligen Richtung abhängt, und der aufmodulierten Frequenz 5000 Hz vorgenommen. Die 50-hz-Frequenz wird verstärkt und einem Phasenmesser direkt zugeführt. Aus der mit 50 Hz moduliert erscheinenden 5000-Hz-Frequenez wird zunächst durch Übersteuerungsmaßnabmen ein rechteckiger Stromverlauf abgeleitet. Die hierin enthaltene Grundfrequenz, nämlich 50 Hz. wird ausgesiebt und gleichfalls dem Phasenmesser als Bezugs frequenz zugeführt. The @ method according to the invention proceeds as follows: A transmitter generates a directional diagram (olme absolute minimum) that can be used, for example, with the Frequency 50 Hz revolves. During your specified length of time. d. H. during one of the in the azimuth fixed part of 300 °, which may be 180 °, the transmitter will be modulated with, for example, 5000 Hz. On the receiving side, one then becomes the frequency generated by the rotation of the directional diagram (50 Hz), gain and in constant Time intervals. in the example chosen, also fifty times a second. the Modulation frequency 5000 Hz. Depending on the receiving location, the phase position is then between the alternating current of the rotational frequency and that as the fundamental wave in the periodic modulation process contained different. After demodulation, there is a separation in the receiver between the received rotational frequency of the directional diagram, namely 50 Hz Phase therefore depends on the respective direction and the modulated frequency 5000 Hz. The 50 hz frequency is amplified and a phase meter directly fed. The 5000 Hz frequency, which appears to be modulated with 50 Hz, initially becomes a rectangular current curve is derived by overdriving measures. The here The basic frequency contained, namely 50 Hz. is screened out and likewise to the phase meter supplied as a reference frequency.

Als Phasenmesser eignet sich besonders eine beluamlte Anordnung die aus zwei über ein Diff rential gegeneinander gekuppelten Synchronmotoren besteht. Die Motoren laufen mit entgegengesetzter Drehrichtung. Bei Phasengleichleit bleiben die Sternräder des Differentiais unbeweglich, Änderet sich die gegenseitige Phasenlage. so bewegen sich die Sternräder, und zwar bei 300 Phasenverschiebung um 180 von der Nullage bei Phasengleichheit. Die Stellung der Sternräder ist dann ein Maß für die Phasenlage der beiden Wechselströme.An illuminated arrangement is particularly suitable as a phase meter consists of two synchronous motors coupled to one another via a differential. The motors run in the opposite direction of rotation. Stay in phase with one another the star wheels of the differentiais immobile, the mutual phase position changes. so move the star wheels, at a 300 phase shift by 180 from the Zero position in the case of phase equality. The position of the star wheels is then a measure of the Phasing of the two alternating currents.

In den Abbildnngen sind die auf der Sende-und Empfangsseite sich abspielenden Vorgii'iige sowie die schematische cmpfangsseitige Anordnung dargestellt, Abb. i zeigt das Richtdiagramm, das mit einer FRequenz von 50 Hz rotiert. Während 180 jedes Umlaufes wird diese Richtstrahlung mit einer Tonfrequenz von 5000 Hz moduliert. Abb. 2a l) is 2g zeigen die empfangsseitig vorhandenen Verhältnisse tür den Fali, daß sich der Empfangsort in der mit 90 bezeichneten Richtung befindet. In der Abb. 2 a stellt die Linie I die Stromsehwankung dar. die durch das umlaufende Richtdiagramm entsteht. Die Hochfrequenz ist an den Stellen 7 mit 5000 llz moduliert. diese Modulationsbereiche 2-2 verschieben sich entsprechend dem Empfangsort auf der sinusförmigen Stromkurve 1 entlang. In the images are those on the sending and receiving side playing previous as well as the schematic cmreceiver-side arrangement shown, Fig. I shows the directional diagram rotating at a frequency of 50 Hz. While 180 of each revolution this directional radiation is modulated with an audio frequency of 5000 Hz. Fig. 2a l) is 2g show the conditions for the case on the receiving side, that the receiving location is in the direction indicated by 90. In fig. 2 a, the line I represents the current fluctuation through the rotating directional diagram arises. The high frequency is modulated at points 7 with 5000 llz. these modulation ranges 2-2 shift according to the receiving location on the sinusoidal current curve 1 along.

Int Empfänger wird eine Demodulation vorgenommen, und es entsteht das Frequenzbild Abb. 2b. Nach der Demodulation erfolgt die Trennung der 50-Hz-unlauffrequenz von der 5000-Hz-Modulationsfrequenz. Abb. 2c zeigt die 50-Hz-Umaluffrequenz, die direkt dem Phasenmesser nach VErstärkung zugeführt wird. Die Amplituden der 5000-Hz-Frequenz schwanken entsprechend lc-m sinusförmigen Verlauf der Umlauffrequenz. wie dies Abb. 2d darstellt. Diese langsamen Schwaukungen werden nunmehr in bekannter Weise aus geglichen, so daß; ein rechteckiger Verlauf der einzeluen Modulationsphasen auftritt, wie dies Abb. 2e zeigt. Nun eriolgt wieder eine Gleichrichtung (Abb. 2f). Aus diesen rechteckigen Gleichstromimpulsen wird schließlicnh die Grundfrequenz ausgesiebt (Abb. 2 g). die jedoch im Gegensatz zu der periodengleichen Umlauffrequenz richtungsunabhängig ist.Demodulation is performed in the receiver, and it arises the frequency image in Fig. 2b. After demodulation, the 50 Hz base frequency is separated from the 5000 Hz modulation frequency. Fig. 2c shows the 50 Hz ring frequency, the is fed directly to the phase meter after reinforcement. The amplitudes of the 5000 Hz frequency fluctuate according to lc-m sinusoidal course of the rotational frequency. like this Fig. 2d represents. These slow fluctuations are now made in a known manner equalized so that; a rectangular course of the individual modulation phases occurs, as shown in Fig. 2e. Now there is again a rectification (Fig. 2f). From these rectangular DC pulses, the fundamental frequency is finally filtered out (Fig. 2 g). However, in contrast to the rotational frequency of the same period, it is direction-independent is.

Auch diese Frequenz wird nach Verstärkung dem Phasenmessedr zugeführt. This frequency is also fed to the phase meter after amplification.

Abb. 3 3 deutet die Enmpfangsanordnung all. Fig. 3 3 shows the reception arrangement all.

3 stellt den Empfänger, 4 ein Tiefpaßfilter, 5 in Hochpaßfilter, 6 und 7 Verstärker, 8 die Übersteuerungseinrichtung, 9 einen Gleichrichter und 10 den Phasenmesser dar. In ABb. 4. 4. 5. 6 ist der Fall gezeigt. daß der Modulationsgrad, mit dem das Richtdia gramm in bestimmten Zeitabschmitten moduliest wird. 100% beträgt i im gEgensatz zur Abb. 2, gemäß der die Modulation nur l>eträgt. und bei der der Empfangsort in der mit o2 bezeichneten Richtung liegt Die Empfangs anordnungen gemäß Abb. 6 unterscheiden sich nicht von denen nach Abb. 3, und es sind im übrigen die gleichen Bezugszeichen wie in den ersten Abbildungen gewählt.3 represents the receiver, 4 a low-pass filter, 5 a high-pass filter, 6 and 7 amplifiers, 8 the overdrive device, 9 a rectifier and 10 the phase meter. In fig. 4. 4. 5. 6 the case is shown. that the degree of modulation, with which the directional diagram is modulated in certain time intervals. 100% i in contrast to Fig. 2, according to which the modulation is only 1. and at the the receiving location is in the direction marked o2 The reception arrangements according to Fig. 6 do not differ from those according to Fig. 3, and it The same reference numerals have been chosen as in the first figures.

Claims

PATENT CLAIMS: 1 For azimuthal direction determination by means of rotating, unidirectional, but not having an absolute minimum radiation, which at the same time a phase-locked reference frequency by sending an identifier in the Rotation rhythm transmitted, serving method in which a phase comparison on the receiving side the reference frequency with the frequency erzenuten through the rotation of the directional radiation takes place, characterized in that the rotating directional radiation during a Length of time that is a substantial part of any rotation, such as the Half to a quarter of it is modulated with any auxiliary frequency, which enables the phase-locked comparison frequency to be filtered out at the receiving end.

2. The method according to claim I, characterized in that the receiving side the frequency of the rotating directional diagram and the modulated frequency Sielbglieder are separated, reinforced and fed to a phase meter.

3. The method according to claim I and 2, characterized in that the Frequency modulated onto the directional diagram after the separation at the receiving end is deformed rectangular. rectified and amplified fed to the phase meter will.

To differentiate the subject matter of the invention from the prior art are The following publications were considered in the granting procedure: German U.S. Patent No. 401,849; British Patent No. 503,717; French patent specification No. 813,969: U.S. Patent No. 2,112,824.