DE767522C

DE767522C - Receiving device for determining direction using a rotating radio beacon

Info

Publication number: DE767522C
Application number: DEL94975D
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dipl-Ing Brunswig; Felix Dr Phil Gerth; Joachim Dr-Ing Goldmann; Ernst Dr-Ing Kramar
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1938-06-14
Filing date: 1938-06-14
Publication date: 1952-09-15

Description

Empfangsvorrichtung zur Richtungsbestimmung mittels rotierender Funkbake Essind Verfahren zur Richtungsbestimmung mittels rotierender Funkbake bekannt, bei denen vom Sender eine Richtcharakteristik mit scharfen Nullstellen, vorzugsweise eine Richtcharakteristik in Form eoines Doppelkreises, in Rotation versetzt wird und bei Durchlaufen der Minima dieser Richtcharakteristik durch eine bestimmte Richtung, vorzugsweise die Nordrichtung, ein ungerichtetes Signal ausgestrahlt wird. Auf der Empfangsseite wird durch Bestimmung der Zeitdifferenz zwischen dem ungerichteten Nordsignal und dem Passieren der Minimumzone durch den Empfangsort und aus der bekannten Umdrehungszahl der Funkbake der Winkel ermittelt, den die Verbindungslinie Empfangsstation-rotierender Sender mit der Nordrichtung bildet.Receiving device for determining direction by means of a rotating radio beacon Methods for determining direction by means of a rotating radio beacon are known at those from the transmitter a directional characteristic with sharp zeros, preferably a directional characteristic in the form of a double circle is set in rotation and when passing through the minima of this directional characteristic through a certain direction, preferably the north direction, an omnidirectional signal is broadcast. On the Receiving side is undirected by determining the time difference between the North signal and passing the minimum zone through the receiving location and from the known The number of revolutions of the radio beacon determines the angle at which the connecting line of the receiving station is rotating Forms transmitter with the north direction.

Weiterhin ist bei einem derartigen Sendeverfahren eine Empfangsvorrichtung bekannt, bei der eine optisch wirkende Anzeigevorrichtung in synchroner Umdrehung gehalten wird, so daß die beim Durchgang des Senderichtstrahlers durch den Empfänge von diesem auf die Anzeigevorrichtung übertragenen Impulse eine direkte Anzeige der Richtung bewirken.A receiving device is also used in such a transmission method known, in which an optical display device in synchronous rotation is held, so that the passage of the beacon through the receivers a direct display of this pulse transmitted to the display device of direction.

Die optische A#zeigevorrichtung besteht hier in einer rotierenden Glimmlampe. Abgesehen davon, daß die Konstruktion Schwierigkeiten bereitet, ist die Anzeigegenauigkeit, besonders der Kennzeichnung des Peilwinkeles, nicht sehr genau.The optical A # display device here consists of a rotating one Glow lamp. Apart from the fact that the construction causes difficulties, is the display accuracy, especially the marking of the bearing angle, not very accurate.

Weiterhin ist eine Anordnung bekannt, bei der auf der Empfangsseite zur Anzeige eine Braunsche Röhre benutzt wird und zwar derart, daß beim Durchlaufen des Maximums des Drehfeldes eine Auslenkung des Elektronenstrahles eintritt. Diese bekannte Anordnung verwendet jedoch eine senderseitig unterschliedliche Ausstrahlungsart gegenüber dem Erfindungsgegenstand.Furthermore, an arrangement is known in which on the receiving side a Braun tube is used for display in such a way that when passing through the maximum of the rotating field a deflection of the electron beam occurs. These known arrangement, however, uses a different type of transmission on the transmitter side compared to the subject matter of the invention.

Die Erfingung besteht darin, bei einer Empfangsvorrichtung zur Richtungsbestimmung mittels rotierender, mit Minimumcharakteristik ausgestatteter und jeweils beim Durchlaufen einer vorgegebenen (z. B. Nord-) Richtung ein ungerichtetes Kennunssignal ausstrahlender Funkbake unter Benutzung eines mit der Richtstrahlung synchron umlaufenden. von den Funkbakensignalen beeinflußten und auf dem Schirm einer Braunschen Röhre ein stehendes Bild liefernden Elektronenstrahles, insbesondere für Kurzwellenfunkbaken, den Elektronenstrahl von den Kennungs- bzw. Minimumsignalen der Funkbake in entgegengesetzter Richtung und mit eine völlige Überdeckung der Zeichen ausschließender unterschiedlicher Impulsbreite auszulenken.The discovery consists in determining the direction in a receiving device by means of rotating, equipped with minimum characteristics and in each case when passing through A non-directional identification signal emitting a predetermined (e.g. north) direction Radio beacon using a rotating synchronously with the directional radiation. from influenced the radio beacon signals and on the screen of a Braun tube Electron beam delivering a still image, especially for shortwave radio beacons, the electron beam from the identification or minimum signals of the radio beacon in the opposite direction Direction and with a complete overlap of the characters excluding different Deflect the pulse width.

Der Vortele der Erfindung besteht darin. daß 1. erreicht wird, daß der Peilwinkel klar zu erkennen ist, daß 2, eine genaue Synchronisierung nicht eingehalten zu werden braucht, da bei einer geringen Phasenverschiebung sowohl die Peilanzeige als auch die Nullanzeige sich dann gleichmäßig im gleichen Abtand bewegen, und daß 3. bei Übereinstimmung von Peilanzeige und Nullanzeige keine vollkommene Auslöschung beider Signale stattfinden kann.The advantage of the invention is that. that 1. is achieved that the bearing angle can clearly be seen that 2, an exact synchronization is not maintained needs to be, since with a small phase shift both the bearing display as well as the zero display then move evenly in the same interval, and that 3. If the bearing display and the zero display match, there is no complete extinction both signals can take place.

Zwischen dem rotierednen Sender und dem auf der Empfangsseite rotierenden Elektronenstrahl des Graunschen Rohres wird der Gleichlauf durch Synchronisierung mit Hilfe des bei Durchlaufen einer bestimmten Richtung (Nordrichtung) gegebenen ungerichteten Kennungssignals hergestellt. Um das ungerichtete Kennungssignal auf dem Schirm des Braunschen Rohlres von dem Richtungssignal des durchlaufenden Minimums zu unterscheiden, werden beide Zeichen erfindungsgemäß mit umgekehrter Polarität zur Einwirkung auf die Ablenkplatten des Braunschen Rohres gebracht. Das ankommende Signal erscheint demzufolge beispielsweise als nach innen gerichteter Impuls, während das Richtungssignal als nach außen gerichteter Impuls angegeben wird, wie dies prinzipmäßig in Abb. 1 aufgezeichnet ist. Dabei kann es jedoch vorkommen, daß dann, wenn die Empfangsrichtung mit der Kennungsrichtung übereinstimmt und beide Impulse in der gleichen Winkelstellung erscheinen, wegen der entgegengesetzten Auslenkung des Kennungssignals und des Richtsignals beide Impulse entgegengesetzt zur Einwirkung auf den Elektronenstrahl gelangen und dieser demzufolge nicht ausgelenkt wird. Um auch in diesem Fall noch eine einwandfreie Richtungsangabe zu erzielen, wird nach der weiteren Erfindung die Impulsbreite des Kennungssignals größer gewählt als die des Richtungssignals oder umgekehrt.Between the rotating transmitter and the rotating one on the receiving side The electron beam of Graun's tube is synchronized through synchronization with the help of the given when traversing a certain direction (north direction) non-directional identification signal produced. To the omnidirectional identification signal the screen of Braun's Rohlres from the directional signal of the traversed minimum to distinguish, according to the invention, both characters are reversed in polarity brought to act on the baffles of the Braun tube. The incoming Signal thus appears, for example, as an inwardly directed impulse while the direction signal is given as an outwardly directed impulse, as is the case in principle is recorded in Fig. 1. However, it can happen that when the Direction of reception coincides with the direction of identification and both pulses in the appear at the same angular position because of the opposite deflection of the identification signal and the directional signal both pulses opposite to the action on the electron beam arrive and this is therefore not deflected. To even in this case To achieve a correct directional information, is according to the further invention the pulse width of the identification signal is selected to be greater than that of the direction signal or the other way around.

Dieser Fall geht aus Abb. 2 hervor. Das Kennungssignal besitzt die Breite b und das Richtungssignal die Breite b'. Durch diese ver schiedenen Impulsbreiten erreicht man eine eindeutige Richtungsangabe auch in dem geschilderten ungünstigen Fall.This case is shown in Fig. 2. The identification signal has the Width b and the direction signal the width b '. Through these different pulse widths one achieves a clear indication of the direction even in the described unfavorable Case.

Bei Verwendung eines doppelkreisförmigen Richtdiagrammus auf der Sendeseite mit um 180 gegeneinander versetzte Minima tritt empfangsseitig der Nachteils der Doppeldeutigkeit der Richtungsbestimmung auf, da während einer Umdrehung um 360° zwei entegegengesetzte Richtungsimpulse ercheinen, wie aus Abb. 1 hervorgeht. die vorliegende Erfindung schlägt zur Vereinfachung der Ablesung vor. der Umdrehungszahl des empfangsseitig rotierenden Elektronenstrahles doppelt so groß zu wählen wie die Umdrehungszahl der rotierenden Strahlungscharakteristik. Hierdurch wird erreicht. daß empfangsseitig die beiden sährend einer Umdrehung auftretenden Impulse zusammenfallen und die Ablesung erleichtert wird. Eine Eindeutigkeit der Richtungsbestimmung wird allerdings hierdurch nicht erzielt.When using a double-circular directional diagram on the transmitter side with minima offset from one another by 180, the disadvantage of the Ambiguity of the direction determination, since during a rotation of 360 ° two opposite direction impulses appear, as shown in Fig. 1. the The present invention proposes to simplify the reading. the number of revolutions of the electron beam rotating on the receiving side is to be chosen twice as large as the number of revolutions of the rotating radiation pattern. This is achieved. that on the receiving side the two pulses occurring during one revolution coincide and reading is facilitated. A uniqueness of the direction determination becomes however, this is not achieved.

Diese Eindeutigkeit kann jedoch dadurch erhalten werden, daß man senderseitig Richtcharakteristiken verwendet, die nur eine scharfe Nullstelle aufweisen, z. B. eine Kardioide, die in bekannt4er Weise durch Kombination eines doppelkreisförmigen Richtdiagramms mit einem Kreisdiagramm erhalten wird.This uniqueness can, however, be obtained by one on the transmitter side Directional characteristics are used that have only a sharp zero, e.g. B. a cardioid, which is formed in a known way by combining a double circular Directional diagram with a pie chart is obtained.

Um die Anzeigegenzuigkeit zu erhöhen, kann man auch Richtcharakteristiken verwenden, die von der doppelkreis-bzw. Kardio= idenform abweichen und schärfer ausgeprägte Nullstellen besitzen als diese, Ein Richtdiagramm dieser Art ist in Abb. 3 dargestellt und wird durch besondere Wahl des Abstandes zwischen zwei in bestimter Phase erregte Einzelantennen erzielt.Directional characteristics can also be used to increase the frequency of the display use that of the double circle or. Cardio = idenform deviate and sharper have more pronounced zeros than these, a directional diagram of this type is in Fig. 3 and is illustrated by the special choice of the distance between two in A certain phase excited individual antennas achieved.

Auf der Empfangsseite wird die Anzeigegenauigkeit dadurch erhöht, daß durch Kurvenverzerrung der bei Rotation eines doppelkreisfömigen Strahlungsdiagramms im Empfänge rauftretenden Sinusspannung gemäß Abb. 4 eine Flankenversteilung der Minimumstelle M erzielt wird, Dies erreicht man durch Überstenderung einer Empfängerröhre bzw. durch Amplitudenerhöhung und Abschneiden desoberen Teiles derempfangenen Maxima mittels einer Diode oder durch Benutzung gesättigter Eisendrosseln. Es ergibt sich durch diese Maßnahme eine Kurvenform gemäß Abb. 5 mit sehr steilen Impulsen J1, J2, J3, die vorzugsweise über einen Transformator auf das Braunsche Rohr gegeben werden.On the receiving side, the display accuracy is increased by that by distortion of the curve of the rotation of a double-circle radiation diagram The sinus voltage occurring in the receiver according to Fig. 4 has a steepening of the edge Minimum position M is achieved, this is achieved by over-rendering a receiver tube respectively. by increasing the amplitude and cutting off the upper part of the received maxima by means of a diode or by using saturated iron chokes. It surrenders by this measure a curve shape according to Fig. 5 with very steep pulses J1, J2, J3, which are preferably given to the Braun tube via a transformer will.

Die angegebenen Maßnahmen sind besonders zweckmäßig bei roteierenden Funkbaken, die zur Navigation von Schiffen oder Flugzeugen über sehr große Entfernungen dienen. Zur Überbrückung dieser großen Entfernungen werden vorzugweise Kurzeellen angewendet, da diese eine große Reichweite bei geringer Senderleistung besitzen. Bei Kurzwellen tritt jedoch infolge der Interferenz der an der Ionosphäre reflektierten Strahlen eine periodische Lautstärkeschwankung in schnellem Rhythmus auf (Fading), die scih auf dem Braunschen Rohr unter Umständen ähnlich auswirken kann wie die zur Richtungsangabe dienenden Impulse, Um diesen Einfluß der Lautstärkeschwankungen auszuschließen, wird die Drehgeschwindigkeit der rotierenden Funkbake so weit erhöht, daß die empfangsseitig infolge der durchlaufenden Minima auftretende Impulsfrequenz wesentlich über der Fadingfrequenz liegt. Durch diese Maßnahme ist eine eindeutige Unterscheidung zwischen Schwundfrequenz und Anzeigefrequenz möglich. zum Ausgleich des Schwundes wird eine an sich bekannte empfangsseitige Regelanordnung verwendet, deren Zeitkonstante groß zur Zeitkonstante der Richtungsimpulse ist, wodurch verhindert wird, daß die Regelanordnung auf die Richtimpulse anspricht.The specified measures are particularly useful for rotating machines Radio beacons used to navigate ships or aircraft over very long distances to serve. Shorthands are preferably used to bridge these long distances used because they have a long range with low transmitter power. At short waves, however, occurs as a result of the interference of those reflected on the ionosphere Emit a periodic volume fluctuation in rapid rhythm (fading), which can have similar effects on the Braun tube under certain circumstances as that for directional impulses, around this influence of the volume fluctuations to exclude, the speed of rotation of the rotating radio beacon is increased so much, that the pulse frequency occurring on the receiving side as a result of the minima passing through is significantly above the fading frequency. This measure is a definite one Differentiation between fading frequency and display frequency is possible. to compensate of the shrinkage, a known reception-side control arrangement is used, whose time constant is large compared to the time constant of the directional pulses, which prevents it is that the control arrangement responds to the directional pulses.

Zur Unterdrückung von Fehlweisungen, die durch Feilstrahlauslenkung infolge Polarisationsänderung auftreten, wird senderseitig mit Antennensystemen gearbeitet, die nur vertikal polarisierte Wellen aussenden, während die Horizontalpolarisation durch an sich bekannte maßnahmen untedrückt wird. Die rotat6ion der Richtcharakteristik erhält man durch rotierende kapazitive oder induktive Goniometer.To suppress misdirection caused by file beam deflection occur as a result of a change in polarization, is carried out on the transmitter side with antenna systems worked that only send out vertically polarized waves, while the horizontal polarization is suppressed by known measures. The rotation of the directional characteristic obtained by rotating capacitive or inductive goniometers.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E: 1. Receiving device for determining direction by means of rotating, equipped with minimum characteristics and in each case when passing through emitting an undirected cone signal in a predetermined (e.g. north) direction Radio beacon using a rotating synchronously with the directional radiation, from influenced the radio beacon signals and on the screen of a Braun tube Electron beam delivering a still image, especially for shortwave radio beacons, characterized in that the electron beam from the identification or

Minimum signals of the radio beacon in the opposite direction and with a complete one. Coverage of the r characters excluding different pulse widths is deflected.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that when used a rotating radiation diagram with two minima of the electron beam offset by 180 ° rotates at twice the speed of the rotating radio beacon.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that that on the transmitter side a directional characteristic with only one zero point (cardioid) is used is.

4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that that the transmitter uses directional diagrams with artificially sharpened zeros are.

5. Device according to claims 1 to 4, characterized in that that receiving a pulse steepening through voltage increase and subsequent Amplitude limitation (e.g. by overdriving a tube or

Voltage limitation by diodes or saturated iron chokes) is.

To differentiate the subject matter of the invention from the prior art are The following publications were considered in the granting procedure: German Patent Nos. 529 891, 653 519; French patents No. 752 653, 813,795; U.S. Patent Nos. 2,092,081, 2,112,824.