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Verfahren zur räumlichen Peilung Zur räumlichen Peilung ist eine Richtempfangseinrichtung
bekannt, die mit einem scharf gebündelten rotierenden Richtdiagramm arbeitet. Dieses
Richtempfangsbündel rotiert um eine Achse, die gegen die Maximumrichtung des Bündels
um einen kleinen Winkel geneigt ist. -Die Empfangsenergie eines mit Hilfe dieser
bekannten Einrichtung aufgenommenen drahtlosen Senders wfird im Rhythmus der Rotationsfrequenz
des rotierenden Strahlenbündels moduliert sein.
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Diese Modulation verschwindet nur dann, wenn sich der Sender in Richtung
der Rotationsachse des Strahlenbündels befindet.
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Diese bekannte Empfangseinrichtung läßt zwar die Tatsache der Abweichung
der Rotationsachse des rotierenden Empfangsbündels von der Verbindungslinie Sender-Empfänger
erkennen, jedoch nicht deren Größe und Richtung.
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Es ist weiterhin eine Einrichtung zur Leitung von Flugzeugen längs
einer gegenüber der Erdoberfläche geneigten Linie bekannt, bei der senderseitig
ebenfalls ein rotierendes Strahlenbündel erzeugt wird, das in diesem Fall jedoch
zur Bildung einer Leitlinie dient.
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In verschiedenen Koordinaten des Raumes wird dieses Strahlenbündel
verschieden moduliert. In der auf dem Flugzeug befindlichen Empfangseinrichtung
kann aus der aufgenommenen Modulationsfrequenz die Lage der Leitlinie bzw. der Sektor
festgestellt werden, in dem sich die Empfangsanlage relativ zum Sender befindet.
Eine genaue
Anzeige der Große der Abweichung der Empfangseinrichtung
aus der Verlängerung der Rotationsachse des Sendestrahlenbündels kann jedoch auch
bei diesem Verfahren nicht erzielt werden, da es nicht möglich ist, das Richtbündel
so scharf zu konzentrieren, daß der Raum in beliebig viele durch NIodulationsfrequenzen
voneinander unterscheidbare Sektoren geteilt werden kann.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum räumlichen Peilen mittels elektromagnetischer
Wellen, das von dem erstgenannten Vorschlag ausgeht, beseitigt die angegebenen Nachteile
und besteht darin, daß empfangsseitig oder in Anwendung auf Rückstrahlverfahren
sende-und/oder empfangsseitig ein um eine Symmetrieachse rotierendes, ihr gegenüber
schwach geneigtes Strahlenbündel erzeugt wird und daß gleichzeitig auf der Empfangsseite
durch Messung der Phase der durch die Rotation des Strahlenbündels der empfangenen
Hochfrequenz aufgedrückten Modulation gegenüber einer anderen Spannungskurve gleicher
Frequenz und fester Bezugsphase die Abweichung der Rotationsachse von der Verbindungslinie
Sender-Empfänger bzw. Sender-Rückstrahler vorzugsweise in zwei Koordinaten ermittelt
wird. Der Erfindungsvorschlag besteht also in einer Kombination eines räumlich rotierenden
Strahlenbündels und einer empfangsseitig vorzunehmenden Phasenmessung. Dabei wäre
noch zu erwähnen, daß es zur Feststellung der Einfallsrichtung elektromagnetischer
Wellen mit Hilfe eines rotierenden OPeilrahmens an sich bekannt ist, auf der Empfangsseite
einen Phasenvergleich zwischen der durch die Rotation des Empfangsantennensystems
der empfangenen Hochfrequenz aufgedrückten Modulation und einer örtlich erzeugten
Spannung fester Bezugsphase vorzunehmen.
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Das rotierende Strahlenbündel kann entweder empfangsseitig oder bei
Vornahme einer Rückstrahlpeilung sende- und/oder empfangsseitig erzeugt werden.
Im ersten Fall handelt es sich um die Feststellung der räumlichen Einfallsrichtung
eines Senders, im zweiten Fall um die Feststellung der räumlichen lage eines elektromagnetische
Wellen reflektierenden Gegenstandes. Wird das rotierende Strahlenbündel bei einer
Rückstrahlpeilung sowohl sende- als auch empfangsseitig erzeugt, so kann das gleiche
Antennensystem für Sender und Empfänger verwendet werden.
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Diese Anordnung besitzt noch den Vorteil, daß dann die resultierende
Sende-Empfangs-Charakteristik eine erhöhte Richtschärfe besitzt.
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Die Wirkungsweise des Erfindungsvorschlages soll an Hand der Abb.
1 und 2 erläutet werden, wobei der Einfachheit halber angenommen wird, daß die räumliche
Einfallsrichtung eines Senders S mit Hilfe eines Empfängers festzustellen ist, der
ein rotierendes Richtempfangsbündel besitzt.
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Zur Erzeugung einer solchen rotierenden Strahlung kann ein Richtantennensystem
Verwendung finden, das aus einem gewölbten Reflektorisplegel, z. B. einem rotationssymmetrischen
Parabol, und einem in diesem defokussiert angeordneten Dipol besteht.
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Selbstverständlich kann an Stelle eines solchen Dipols auch ein aus
mehreren derartigen Strahlern bestehendes System Verwendund finden. Der Einfachheit
halber soll jedoch im folgenden nur von einem Dipol gesprochen werden, der wenige
Zentimeter von der Symmetrieachse des Reflektors entfernt angeordnet ist und um
die Symmetrieachse des Reflektors rotiert. Entsprechend Abb. 1 der Zeichnungen führt
dann die Strahlungscharakteristik D im Raum eine rotierende Bewegung aus.
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Befindet sich in Richtung der Symmetrieachse O-S ein Sender, so erhält
der Empfänger, der die von dem rotierenden Strahlenbündel aufgenommene Energie verarbeitet,
eine konstante Eingangsamplitude. Eine bei Umlaufen der Dipolanordnung durch den
Übertragungsmechanismus evtl. zu erwartende Schwankung der Energie könnte durch
Anordnungen berücksichtigt werden, wie sie aus der normalen Peiltechnili zur Funkbeschickung
bekannt sind. In einfachster Weise könnte man eine Verschiebung der Ableseskala
um den Wert einer solchen Fehlpeilung vornehmen.
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Wird der Sender gegenüber der Achse O-S in einer Vertikalebene verschoben,
so tritt eine Schwankung der Empfangsfeldtärke im Rhythmus der Umlauffrequenz der
Dipol anordnung ein. Extremwerte der Empfangsamplitude werden dann auftreten. wenn
der Empfangsdipol und damit das Empfangsdiagramm D in der Vertikalebene ollen oder
unten liegen. wird dagegen der Sender S in einer zu dieser Vertikalebene senkrechten
Ebene gegenüber der Achse O-S verschoben, so treten die Extremwerte dann auf, wenn
der Empfangsdipol und damit das Diagramm D bei der Rotation durch die beiden Seiten
dieser Ebene hindurchgehen.
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Je nach der Lage des Senders im Raum kann die Phase der durch die
Rotation des Dipols der Hochfrequenz aufgedrückten Modulation gegenüber einer durch
die räumliche Einstellung des Empfangsdipols bestimmten Phase jeden Wert annehmen.
Wird die Lage der Dipolanordnung, bei der das Diagramm D entsprechend Abb. 1 in
vertikaler Ebene nach unten verschoben ist, mit # = o bezeichnet, und wird weiterhin
angenommen, daß sich der
Sender in vertikaler Richtung nach oben
verschoben in der Lage S1 befindet, so wird sich bei einer Umdrehung des Dipols
um 360so eine Empfangs feldstärke ergeben, wie sie durch die Kurve a der Abb. 2
dargestellt ist.
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Befindet sich der Sender dagegen in der LageS2, so ergibt sich eine
Empfangskurve b.
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Bei Abweichung des Senders in einer zur Vertikalebene senkrechten
Ebene gegenüber der Achse O-S werden sich die beiden Kurven c und d ergeben. Befindet
sich der Sender in Achsrichfung O-S, so wird der Ausschlag des die Richtung anzeigenden
Indikators Null sein, entsprechend dem konstanten Kurvenverlauf e.
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Im allgemeinen wird sich nun der SenderS in einer Lage befinden,
die sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung von der Achse O-S abweicht.
Die Empfangskurve wird dann eine beliebige Phasenlage gegeniiber der durch die Drehung
des rotierenden Strahlers bedingten Phase besitzen. Die in diesem Fall resultierende
Empfangskurve ist in Abb. 2 mit f bezeichnet.
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Nach dem Erfindungsvorschlag soll nun im Empfänger ein Phasenvergleich
dieser Spannungskurve f mit einer anderen Spannungskurve gleicher Frequenz und fester
Bezugsphase vorgenommen werden. Zu einem solchen Phasenvergleich kann ein beliebiger
Phasenmesser, z. B. ein cos -Messer, Verwendung finden. Auch ein Oszillograph, z.
B. ein Braunsches Rohr, eignet sich besonders gut zum Vornehmen einer solchen Phasenmessung.
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Wenn man eine mit der Rotation des Strahlers synchrone Kreisablenkung
des Kathodenstrahlers auf dem Schirm einer Braunschen Röhre erzeugt und die einfallende
Welle als Steuerspannung auf die Anode oder den Wehneltzylinder der Braunschen Röhre
gibt, so erhält man z. B. bei der Anodensteuerung eine Verzerrung des Kreises auf
dem Schirm der Braunschen Röhre. Die !Hauptaclhse des verzerrten Bildes gibt dann
die Richtung an, aus der die empfangene Welle einfällt. In Abb. 3 ist mit 25 die
Kreisablenkung und mit 26 die durch die einfallende Welle hervorgerufene verzerrte
Ablenkung des Kathodenstrahls dargestellt. Die Hauptachse27 gibt dann die Richtung
der einfallenden Welle an.
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Es ist nun ohne weiteres möglich, das Braunsche Rohr so anzuordnen,
daß die Ablenkung des Kathodenstrahls mit der räumlichen Lage des die empfangenen
Wellen aussendenden Körpers übereinstimmt. Damit wird die tibersicht wesentlich
verbessert.
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Die Empfangs spannung kann, entsprechend Abb. 4, auch auf die Ablenkplatten
des Braunschen Rohres gegeben werden. Über einen Transformator, der mehrere Wicklungen
besitzt, werden einmal iiber die Wicklungen 28 und 29 die beiden mit der Strahlerrotation
frequenzgleichen, gegeneinander um wo'0' phasenverschobenen Spannungen und über
die Wicklungen 30 und 3I die Empfängerausgangsspannungen den beiden Paaren Ablenkplatten
des Braunschen Rohres zugeführt.
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Um mit Hilfe des Braunschen Rohres eine genauere Anzeige zu erhalten,
wird es sich empfehlen, nicht die sinusförmige Empfangsspannung direkt auf dem Schirm
des Braunschen Rohres abzubilden, sondern durch deren Amplitude einen Kippstoß K
auszulösen. Die Ausführung dieses Vorschlages ist mit an sich bekannten Mitteln,
z. B. einem Kippgerät, möglich. Der so ausgelöste Kippstoß K (Abb. 5) gibt auf dem
Schirm des Braunschen Rohres direkt die Peilrichtung an.
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In vielen Fällen ist es wünschenswert, die Abweichung der Rotationsachse
des Strahlenbündels von der Verbindungslinie Sender Empfänger bzw. Sender-Rückstrahler
direkt in zwei Koordinaten anzuzeigen. Dazu ist es notwendig, von dem in Abb. 2
dargestellten Empfangsstrom/, dessen Vektor eine beliebige Phasenlage besitzt, die
Sinus- und Cosinus-Komponenten getrennt anzuzeigen. Für eine solche getrennte Anzeige
in zwei Koordinaten gibt es verschiedene Ausführungsbeispiele, von denen zwei beschrieben
werden sollen.
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Man kann nach einem Ausführungsbeispiel zwei Produktenmeßwerke vorsehen,
deren erste Wicklungen in Reihe geschaltet und von der Empfängerausgangsspannungbeaufschlagt
sind und deren zweite Wicklungen von um go'° gegeneinander phasenverschobenen Spannungen
gespeist werden, deren Frequenz mit der Rotationsfrequenz des Strahlers übereinstimmt.
Beispielsweise können als Anzeigeinstrumente zwei Dynamometer verwendet werden.
In Abb. 6 ist der Erfindungsgedanke unter Verwendung zweier Dynamometer als Anzeigeinstrumente
dargestellt. Auf derDrehachse des vom Motor M angetriebenen Dipols bzw. der Dipolanordnung
sitzen zwei Synchrongeneratoren 2I und uz. Die Statoren dieser Synchrongeneratoren
sind verstellbar anangeordnet, so daß die gegenseitige Phasenverschiebung der beiden
von diesen Generatoren gelieferten Spannungen sowie deren Phase gegenüber der Dipolstellung
jederzeit eingeregelt werden kann. Die vom Empfänger e kommenden Spannungen werden
jeweils der einen Spule der Dynamometer 23 und 24 zugeführt, wobei beide Spulen
hintereinandergeschaltet sind. Den beiden anderen Spulen der Dynamometer werden
gegeneinander um go'0' phasenverschobene Spannungen der Synchrongeneratoren 21 und
22 zugeführt. Dabei muß außerdem die Phasenverschiebung der Generatorspanmingen
01)7.w. 900 gegenüber der Nullstellung des rotierenden Dipols betragen.
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Auf diese Weise wird das eine Dvnamometer stets nur auf die Sinus-Komponente
des Empfangswechselstromes, das andere Dynamometer nur auf die Cosinus-Komponente
des Wechselstromes ansprechen. Als Beispiel soll angenommen werden, daß sich der
Sender. entsprechend Abb. I, in der Lage S2 und das Richtdiagramm in der Lage D
befindet. In diesem Augenblick wird also nur das auf die Vertikalabweichtung ansprechende
Dynamometer erregt. Dieser Lage des Senders entsprach nach Abb. 2 die Kurve b. Da
nun zwischen der Rotation des Strahlers und der Drehung der Synchrongeneratoren
Svnchronismus besteht, wird dem Instrument, das auf die in der Vertikalebene erfolgende
Abweichung anspricht, eine der Phasenlage nach der Kurve b entsprechende Spannung
des zugehörigen Syndirongenerators zugeführt werden. Es ergibt sich in diesem Falle
eine sin2-Kurve, die einen mittleren Ausschlag des entsprechenden Anzeige instrumentes
(Dvnamometer) ergibt. Das andere Instrument. das nur auf die in dazu senkrechter
Richtung erfolgende Abweichung ansprechen soll, wird in diesem Falle nicht erregt.
da die Spannung der Kurve c und eine der Kurve b entsprechende Spannung des Svnchrongenerators
infolge ihrer gegenseitigen Phasenlage eine Ausgangsspannung an dem diese Komponente
anzeigenden Instrument liefert, die im NIittelwert gleich Null ist. Die beiden Dynamometer
werden also jeweils getrennt die den beiden Komponenten entsprechenden Abweichungen
von der wahren Peilrichtung anzeigen.
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Eine zweite Methode zur Anzeige der Abweichungen der Symmetrieachse
des Strahlers von der wahren Peilrichtung in zwei Komponenten besteht nach einem
weiteren Erfindungsrorschlag in der Verwendung von zwei Relaisunterbrechern, insbesondere
sogenannten Schwinggleichrichtern, mit um 90° phasenverschobenen Schaltzeiten. Diese
Schwinggleichrichter sollen die Ausgangsenergie des Empfängers wechselweise auf
zwei die Abweichung der Symmetrieachse des Reflektors von der wahren Peilrichtung
in zwei Hauptrichtungen, insbesondere der Vertiakl-und der horizontalrichtung, angebende
Drehspulinstrumente schalten. Eine Abänderung dieser Anordnung besteht darin, daß
zur Anzeige der Abweichung der Symmetrieachse des Reflektors von der wahren Peilrichtung
für jede der beiden Hauptrichtungen je zwei Schwinggleichrichter mit komplementärem
Schaltrhythmus vorgesehen sind und daß die Schwinggleichrichter für die eine Hauptrichtung
gegenüber den Schwinggleichtichtern für die andere Hauptrichtung mit go= Phasenverschiebung
schalten. Bei der zuerst genannten Anordnung bleibt die Energie der einen Halhwelle
unausgenutzt, da in diesem Falle die Schwinggleichrichter der anderen Halbperiode
ausgeschaltet sind. Will man daher die Energie der zweiten Halbperiode mit ausnutzen.
so muß man für jede der beiden Komponenten einen zweiten Schwinggleichrichter vorsehen,
der erst dann eingeschaltet wird. wenn der zugehörige erste ausgeschaltet ist. Wie
bereits erwähnt, wird für die Anzeige der Abweichung in jeder der beiden Haptrichtungen
je ein Drehspulinstrument verwendet. Bei Verwendung von insgesamt vier Schwinggleichrichtern
muß jedes Instrument aus zwei Drehspulsystemen bestehen. die auf die gleiche Achse
gesetzt werden müssen.
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Bei Anwendung dieser Schwinggleichrichter ergeben sich verschiedene
.Rusführungsl)eispiele. So kann auf der Achse der rotierenden Dipolanordnung ein
Dreiphasellsvllchrongellerator vorgesehen sein, der zwei Phasenschieber speist.
Die so erhaltenen gegeneinander um 90° phasenverschobenen Erregerspannungen werden
dann je einem Schwinggleichrichterpaar für die beiden Hauptrichtungen zugeführt.
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Die Kontakte können aber auch unmittelbar auf der die Dipole tragenden
Welle angeordnet werden. In diesem Falle müßten dann die Nockenscheiben, die zur
Schaltung der Kontakte vorgesehen sind, verstellbar sein. Die Phaseneinstel lung
ist dann aber schwieriger.
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Während man bei der anzeige mit den Produktenmeßwerken, wie sie oben
beschrieben wurden, die Spannungen, die von den Synchrongeneratoren geliefert werden,
durch Siehglieder von ihren Oherwellen befreien wird. um Fehlanzeigen durch Produktbildung
zweier Oberwellen mit gleicher Ordnungszahl auszuschließen, ist es bei der zuletzt
genannten Methode mit den Schwinggleichrichtern erforderlich, die in den Empfangsströmen
enterhaltenen Oberwellen zu unterdrücken. Vorteilhafterweise wird man aber im ersten
Falle sowohl die Oberwellen des Empfangsstromes als auch die Oberwellen der von
den Generatoren gelieferten Spannungen aussieben.
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Sowohl bei den mit Dynamometer arbeitenden als auch bei den mit Schwinggleichrichtern
arbeitenden Anzeigeorganen ist es möglich, die Fehlpeilung direkt in Winkelgraden
anzugeben. Bei Anwendung von Produktenmeßwerken (Dynamometer) wird gemäß der weiteren
Erfindung folgender Weg als Ausführungsbeispiel rorgeschlagen: Die ankommende Hochfrequenzwelle
von z. B. 600 MHz wird im Sender oder Empfänger mit 7500 Hz moduliert. Die empfangene
Welle wird zunächst in einer io-m-Zwischenfrequenzstufe und in einem 7500-Hz-Resonanzverstärker
verstärkt. außerdem ist ja die ankommende zelle infolge der Drehung des Empfangsdipols,
falls sie noch nicht richtig
eingepeilt ist, noch mit z. B. 50 Hz
moduliert.
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Diese so-Hz-Amplitude ist nun ein Maß für den Fehiwinkel der Peilung.
Der Empfänger kann nun in der hochfrequenten oder in der Resonanzstufe oder in beiden
gleichzeitig auf konstante mittlere Amplitude, z. B. auf konstante mittlere Amplitude
von 30 MHz, Io m, bzw. auf konstante mittlere Amplitude von 7500 Hz, automatisch
eingeregelt werden, so daß die dann nach Demodulation der 7500 Hz übrigbleibende
so-Hz-Amplitude die Fehlpeilung direkt in Winkelgraden anzugeben gestattet. Durch
zweckmäßige Wahl der Zeitkonstante mittlere Amplitude, z. B. auf kondurch die Rotation
aufgedrückte Modulation von 50 Hz erhalten bleibt.
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Zur Anzeige der Abweichung von der wahren Peilrichtung können auch
Quotientenmeßwerke Anwendung finden. Mit Hilfe von je zwei Schwinggleichrichtern
können die zur Peilanzeige nötigen Extremwerte für die beiden Hauptrichtungen getrennt
werden. Jeweils zwei zu einer Hauptrichtung gehörende Extremwerte sind dann einem
Ouotientenmeßwerk zuzuführen.
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Im folgenden sollen noch einige Ausführungsbeispiele für die Rotation
des Strahlenbündels behandelt werden. Entsprechend Abb. 7 ist eine Dipolanordnung
vorgesehen, bei der die Dipolhälften g in einer zur Offnungsebene des zugehörigen
Reflektorparabols parallelen Ebene während ihrer Rotation bewegt werden wobei der
diese Dipolhälften tragende Hebel mit diesen starr verbunden ist. In diesem Falle
durchläuft die Polarisationsrichtung der elektrischen Welle während einer Antennenumdrehung
360°. Es besteht weiterhin die Möglichkeit, die Rotation so auszuführen, daß die
Dipolachse bei der Umdrehung stets parallel zu sich selbst verschoben wird. In diesem
Falle bleibt die Polarisation der Strahlung in jedem Augenblick der Rotation erhalten.
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Um ein zirkular polarisiertes Feld zu erzeugen bzw. zu empfangen,
werden entsprechend Abb. 8 zwei Dipole I und 2 unter go0 zueinander und zur Achse
3 des Parabols defokussiert angeordnet und mit zwei um 90a phasenverschobenen Spannungen
gespeist. Die Strahleranordnung kann dann ebenfalls derart rotieren, daß die Dipole
bei der Drehung stets parallel zu sich selbst verschoben werden. Um eine Rotation
des Strahlers zu vermeiden, kann eine Anordnung entsprechend Abb.g 9 gewählt werden,
bei der symmetrisch zur Achse des Parabols ßmehrereDipolpaare (insbesondere 4) defokussiert
im Reflektor angeordnet sind.
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Dabei werden die verschiedenen Dipolsysteme nacheinander erregt. Jedes
dieser Dipolpaare 5 5', 6 6', 7 7', 8 8' besteht dann aus zwei miteinander einen
Winkel von go'° einschließenden Dipolen. Fallen beispielsweise die Dipole 5', 6',
7', 8' weg, so erhält man eine linear polarisierte Welle, während in dem anderen
in Abb. g dargestellten Fall bei entsprechender Speisung der einzelnen Dipolpaare
eine zirkular polarisierte Welle erzeugt, wird.
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Die beiden senkrecht zueinander stehenden Strahlersysteme können auch
mit zwei wenig unterschiedlichen Frequenzen gespeist werden.
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Auch in diesem Falle zeigt die Anordnung keine bevorzugte Polarisationsrichtung.
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Für den Fall, daß ein einziges Dipolpaar defokussiert angeordnet
ist, das um die Symmetrieachse des Parabols rotiert, ist es erforderlich, dies rotierende
Anordnung sehr genau auszuwuchtell, da zur genauen Peilung eine genügend große Rotationsgeschwindigkeit
des Strahlers erforderlich ist (z. B. 3000 Umdrehungen pro Minute).
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Nach einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens soll der rotierende
Strahler folgendermaßen ausgeführt sein: In den Abb. 10 und II ist eine auf der
Drechachseg sitzende Scheibe 10 dargestellt. Innerhalb dieser Scheibe ist der Dipol
II exzentrisch angeordnet. Um die Dipolhälften möglichst klein, insbesondere kürzer
als W4 zu halten, sind an deren Enden Abstimmkapazitäten 12 angebracht.DieScheibe
10 besteht aus Isoliermaterial und ist mit mehreren Bohrungen versehen, um die rotierende
Anordnung leicht zu machen und um sie dadurch sowohl statisch als auch dynamisch
auswuchten zu können. In einem Abstand von etwa i/4 befindet sich hinter der Scheibe
40 auf der dem Parabolreflektor abgekehrten Seite des Dipols eine zweite kreisförmige
Scheibe I3, auf der sich eine dem Dipol gegenüberliegende MetallplatteIq befindet.
Diese Metallplatte dient als Reflektor für den Strahler II. An Stelle dieses geradlinigen
Reflektors kann natürlich auch ein irgendwie anders geformter, beispielsweise kugelförmiger
Reflektor Verwendung finden. Auf der anderen Seite der Scheibe 10 befindet sich
eine weitere aus Isoliermaterial bestehende Scheibe 15. Die ganze rotationssymmetrische
Anordnung ist von einem zylinderförmigen Isolierkörper I6 überdeckt, um die Strahleranordnung
geschlossen zu halten. Dadurch wird der Luftwiderstand bei der hohen Rotationsgeschwindigkeit
erheblich herabgesetzt. Die Zuführungsleitungen für den Strahler 1 1 sind abgeschirmt
ausgebildet. Entsprechend Abb. 12 erfolgt die Ankopplung zwischen Sender- bzw.
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Empfänger und Strahler kapazitiv. Die sich gegenüberliegenden Kapazitätsbelege
I7 und 18 bzw. I g und 20 bilden dann die Speisepunkte für den Dipol II. Die Bedingungen
für die kapazitive Ankopplung sind dann besonders günstig, wenn die kapazitiven
Widerstände im Zuge der Leitungen sehr klein ausgebildet sind. In diesem Falle müssen
die in Abb. 12
dargestellten Ringe sellr groß dimensioniert werden.
Eine zweite Möglichkeit für die Ankopplung besteht daher darin. die Größe dieser
Koppelkapazitäten so zu wählen, daß der kapazitive Widerstand durch eine induktive
Komponente im Eingangswiderstand der angeschlossenen Lecherleitmig gerade liompensiert
wird.
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In Abb. 13 ist im Prinzip das Schaltbild der Empfangsanordnung angegeben.
Die von der rotierenden Dipolanordnung 32 kommenden Empfangsspannungen werden über
die kapazitiven Schleifringe 33 und 34 der Diode 35 zur Gleichrichtung der ultrahohen
Frequenz zugeführt. Wenn es sich um die Nufnahme der von irgendeinem Körper reflektierten.
beispielsweise im 7500-Hz-Impulsrhythmus ausgesandten Impulse handelt. werden die
7500 Hz in dem Verstärker 36 verstärkt und in 37 gleichgerichtet. Über den Verstärker
38 und dessen Ausgangsklemmen 39 gelangt nun die durch die Rotation der Dipolanordnung
erzeugte 50-Hz-spannung in das Anzeigegerät.
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Es wurde bereits mehrfach erwähnt. daß die Strahleranordnung rotieren
soll. In gleicher Weise ist es natürlich möglich. die Strahler fest anzuordnen und
den Parabolreflektor rotieren zu lassen. Bei genügend kleinen Reflektoren besitzt
eine derartige unordnung erhebliche Vorteile. Denn hei feststehenden Strahlern und
rotierenden Reflektoren erfolgt die Energieübertragung ohne rotierende Teile.
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Da die verwendete Wellenlänge noch vergleichbar ist mit den Abmessungen
des Strahlers. treten im allgemeinen Seitenzipfel im Richtdiagramm auf. die sich
durch die Rotation des Strahlenbündels besonders unangenehm bemerkbar machen.
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Sollen die Seitenzipfel unterdrückt werden, so muß die Feldstärke
des Strahlers in der Öffnungsebene einem geometrischen Gesetz folgen. Dieses Feldstärkengesetz
wird pral;-tisch durch Verwendung eines rotationssymmetrischen Parabols mit großer
Brennweite von etwa b 7/4 # einer oeffnung o > 6# und durch Abschirmung der direkten
Strahlung des Erregerdipols selbst noch bei geringer Defokussierung der Dipole erreicht.
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Die Strahler sind I/8 bis Il9. ? defokussiert angeordnet.
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Das erfindungsgemäße Verfahren, das sowohl zur normalen als auch
zur Rückstrahlpeilung Anwendung finden kann. eignet sich besonders gut zur Peilung
von Pilotballons.
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Während die Polarisation des Strahlers infolge seiner Drehung beim
Arbeiten nach der Rückstrahlmethode keine Rolle spielt. da diese Polarisation infolge
der kurzen Laufzeit der elektrischen Wellen für Sender und Empfänger gleich ist.
ruft diese Erscheinung bei der Peilung -on Pilotballons Schwierigkeiten heror. Die
Pilotballons hallen bekanntlich eine eindentig polarisierte Senderantenne. Die Peilutig
ist zwar auch in diesem Falle möglich. nur wird die Peilschärfe für die eine Komponente
sehr viel geringer sein als für die andere Komponente. zum trotzdem gleiche Peilschärfen
für heide Komponenten zu erhalten. können gemäß der weiteren Erfindung an der Senderantenne
des Pilotballons bestimmte Maßnahmen getroffen rrerden. So kann beispielsweise am
Pilotballon eine Antennenanordnung vorgesehen sein. die zirkular polarisierte Wellen
aussendet. Weiterhin ist es möglich, daß am Pilotballon zwei um 90 gegeneinander
verdrehte Antennen vorgesehen sind. die von dem Pilotsender mit zwei wenig unterschiedlichen
Frequetizen gespeist werden. Die Frequenzdifferenz muß indessen so groß sein. daß
die Schwebungsfrequenz in den Anzeigegeräten des Empfängers nicht mehr stört. Sie
muß jedoch wiederum so klein sein. daß beide \\ellen vom Empfänger gleich gut empfangene
werden.
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Dabei wird eine genügende Dämpfung der Empfangskreise vorausgesetzt.
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Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß die Empfangsdipolanordnung
entsprechend Abb. 8 aus zwei um 90 räumlich versetzten Dipolen besteht. die an zwei
getrennte Empfänger angeschlossen werden. Eine Kopplung der beiden empfangenen Spannungen
erfolgt erst im Niederfrequenzverstärker. Schließlich kann die einfallende Welle
einem zirkular polarisierten Empfänger zugeführt werden, wobei die von den beiden
Antennen aufgenommenen, um 90 - gegeneinander phasenverschobenen Spannungen nach
Phasendrehung der einen Antennenspannung um 90° dem Empfänger zugeführt werden.
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Als Folge der Einwelligkeit des senders und da weiterhin die Abmessungen
des Re-Reflektor vergleichbar sind mit den verwendeten Wellenlängen, ist das Rückstrahlspektrum
des Reflektors. das ist seine Rückstrahlcharakteristik. ein ausgeprochenes Linienspektrum
mit ausgezeichneten Nullstellen (vielzipfeliges Diagramm). Dadurch wird aber die
Entfernungsmessung und die automatische Nach führung weitgehend erschwert.
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Es wird daher gemäß der weiteren Erfindung vorgeschlagen, mehrere
benachbarte Frequenzeit auszusenden. deren Rückstrahlspektren sich im Mittel derart
ergänzen. daß die nunmehr auftreffenden Empfangsschwankungen nicht mehr stören.
Dabei ist zu beachten, daß sämtliche Wellen, also das ganze ausgesandte Frequenzband,
vom Empfänger gleich mäßig empfangen werden sollen.
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Nach einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens soll mit dem beschriebenen
Gerät
zur Vornahme einer räumlichen Peilung bei Benutzung des Rückstrahlprinzips
gleichzeitig eine Entfernungsmessung nach der Laufzeitmethode vorgenommen werden.
Bei Verwendung eines üblichen Entfernungsmeßverfahrens, bei dem zusätzlich die Entfernungseinstellung
an der Meßapparatur dauernd geändert wird, um insbesondere bei beweglichen reflektierenden
Objekten das Maß und den Richtungssinn der jeweiligen Abweichung vom tatsächlichen
Wert festzustellen, wird es zweckmäßig sein, die Frequenz dieser periodischen Änderung
von der Rotationsfrequenz des die riiumliche Peilung vornehmenden Strahlers verschieden
zu wählen.