DE809673C

DE809673C - System zur radiographischen Richtungsbestimmung bei der Navigation

Info

Publication number: DE809673C
Application number: DEP25628D
Authority: DE
Inventors: Joseph Aicardi; Leon Rubin
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1942-01-22
Filing date: 1948-12-21
Publication date: 1951-08-02
Also published as: FR947100A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur radiographischen Richtungsbestimmung bei der Navigation. Das System weist erfindungsgemäß ein Sendesystem auf, von dem ein Trägerwellensignal und ein aus letzterem durch Modulation mit Trägerwellenunterdrückung erhaltenes Seitenbandsignal derart ausgesandt werden, daß zwischen beiden Signalen eine azimuthabhängige Phasenverschiebung auftritt; außerdem besitzt das System einen Empfänger mit Mitteln zur Amplituden- und Phasendetektion der empfangenen Signale und mit Mitteln zum Vergleichen der Amplituden der durch Detektion erhaltenen Modulationsspannungen.

Die azimuthabhängige Phasenverschiebung wird vorzugsweise dadurch erhalten, daß Trägerwellen- und Seitenbandsignale von besonderen Punkten ausgesandt werden.

Das Festlegen einer bestimmten Kurslinie kann vorteilhaft dadurch erfolgen, daß das Trägerwellensignal im Rhythmus von Komplementärzeichen vorzugsweise ungleicher Dauer schwach in Amplitude moduliert wird.

Zur Detektion der phasen- und amplitudenmodulierten Signale auf der Empfangsseite werden die beiden Seitenbänder der empfangenen Schwingungen vorzugsweise getrennt und dann addiert, einmal mit gleichen Zeichen und das andere Mal mit entgegengesetzten Zeichen, zur Erhaltung von amplitudenmodulierten Signalen, deren Amplitudenmodulationen der Amplituden- bzw. Phasenmodulation der empfangenen Signale proportional sind.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der

Fig. ι ein Sendesystem gemäß der Erfindung darstellt;

Fig. 2 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung des in Fig. ι dargestellten Sendesystems;

Fig. 3 stellt schematisch einen Empfänger gemäß der Erfindung dar, und

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsmöglichkeit eines Empfängers.

Das in Fig. ι dargestellte Sendesystem hat zwei Antennen ι und 2, die in einem Abstand!) voneinander entfernt sind. Die Antenne ι wird von einem

ίο Trägerwellensignal mit der Kreisfrequenz W gespeist, während die Antenne 2 in ähnlicher Weise von einem aus diesem Signal durch Trägerwellenunterdrückung erhaltenen Seitenbandsignal mit der Modulationsfrequenz u gespeist wird.

In Fig. 2 stellt OA die Größe der Trägerwelle in einem Punkt M dar, während sich in entgegengesetzten Richtungen mit einer Winkelgeschwindigkeit u drehende Vektoren AB₁ und AB₂ die Seitenbandschwingungen mit den Kreisfrequenzen W — w und

ao W + w darstellen. Die zwei letztgenannten Vektoren fallen in die gleiche Richtung, die mit dem Vektor OA einen vom Azimuth θ abhängigen Winkel φ bildet.

Durch Zerlegung der Vektoren AB₁ und AB₂ in

die Richtung OA und die senkrecht darauf stehende

»5 Richtung werden die Vektoren A C₁, A C₂ und A B₁, A B₂ erhalten, die in erster Instanz die Amplitudenbzw. Phasenänderungen der sich mit der Kreisfrequenz μ ändernden Trägerwelle OA darstellen. Es sei im Zusammenhang damit bemerkt, daß die Vektoren AD₁ und AD₂ gleichfalls eine Amplitudenänderung mit der Kreisfrequenz 2« der Trägerwelle herbeiführen, die bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung von geringer Wichtigkeit ist und daher nicht weiter berücksichtigt wird. Dadurch, daß im Empfänger Mittel zum Vergleichen der Amplituden und Phasenänderungen der Trägerwellenschwingung angewendet werden, die, wie aus dem Vorstehenden unmittelbar ersichtlich ist, proportional zu AB cos φ bzw. A B sin φ sind, ist es möglich, den Winkel φ und somit die Azimuthrichtung θ festzulegen; denn für ein Sendesystem der in Fig. 1 dargestellten Art ist φ = τ

-\ cos 0, wobei τ die Phasenverschiebung zwischen

dem von der Antenne 1 ausgesandten Trägerwellensignal und der unterdrückten Trägerwelle des von der Antenne 2 ausgesandten Seitenbandsignals darstellt.

Jedes andere Sendesystem, das eine azimuth-

abhängige Phasenverschiebung zwischen Trägerwellen- und Seitenbandsignal herbeiführt, kann bei einem System gemäß der Erfindung Anwendung finden. Als Beispiel kann noch ein Sendesystem erwähnt werden, das vier in Winkelpunkten eines Vierecks angeordnete senkrechte Antennen, die durch jeweils um 90 ° phasenverschobene Ströme gespeist werden, sowie eine im Mittelpunkt des Vierecks liegende Antenne aufweist.

Die azimuthabhängige Phasenverschiebung φ wird auf der Empfangsseite durch die Amplituden- und Phasendetektion der empfangenen Signale und durch Mittel zum Vergleichen der Amplituden der durch Detektion erhaltenen Modulationsspannungen bestimmt. Dies kann in bekannter Weise erfolgen und bedarf keiner weiteren Erläuterung.

Fig. 3 zeigt eine einfachere Ausführungsform der obenerwähnten Empfangsvorrichtung. Die Vereinfachung besteht darin, daß der Phasen- bzw. Amplitudendetektor entbehrt werden kann. Die in einer Antenne 3 empfangenen Signale werden über eine Empfang'skaskade 4, die einen Hochfrequenzverstärker und eine Mischstufe aufweist, einer Filtervorrichtung 5, 5' zugeführt, deren Filter 5 nur das eine und deren Filter 5' das andere Seitenbandsignal durchläßt. Diese Schwingungen werden einerseits additiv und andererseits subtraktiv in Spulen 6, 6' und 7, 7' zusammengefügt. Die den Spulen 6, 6' bzw. 7, 7' entnommenen Schwingungen werden einerseits unmittelbar und andererseits über ein um 90 ° phasendrehendes Netzwerk 8 den festen Spulen 9 bzw. 10 eines Drehspulengoniometers zugeführt. Die bewegliche Spule 11 des Drehspulengoniometers ist über einen Detektor 12 mit einer Wiedergabevorrichtung 13 verbunden..Wird nun die bewegliche Spule 11 derart gedreht, daß die in ihr induzierte Spannung Null ist, so gibt ihre Lage in bezug auf die Spule 10 den Azimuthwinkel φ an.

Die Wirkung der oben angegebenen Vorrichtung kann folgendermaßen erläutert werden: In den Spulen 6, 6' bzw. 7, 7' treten Schwingungen auf, deren Amplituden proportional zu cos φ bzw. sin φ sind. Somit wird in der beweglichen Spule, die einen Winkel ς mit der senkrechten Spule bildet, eine go Spannung erzeugt, die proportional zu cos φ sin ς — sin φ cos ς = sin (φ — ς) ist. Diese Spannung wird Null wenn ψ = ς. Es ist dabei noch zu bemerken, daß die Amplitudenmodulation der der Spule 10 zugeführten Schwingungen der Phasenmodulation der empfangenen Schwingungen proportional ist.

Eine Vorrichtung dieser Art eignet sich zum Festlegen einer bestimmten Kurslinie. Es ist zu diesem Zweck erforderlich, daß die Drehspule in einer Richtung ψ — ς festgehalten wird; durch Bewegung des Empfängers ist dafür zu sorgen, daß die in der beweglichen Spule 11 induzierte Spannung Null ist.

Es ist auch möglich, eine Kurslinie der bei Komplementärmethoden üblichen Type dadurch festzulegen, daß das Trägerwellensignal im Rhythmus vom Kornplementärzeichen, vorzugsweise ungleicher Dauer, schwach in der Amplitude moduliert wird. Wenn sich dann der Empfänger in der Kurslinie befindet, wird ein Ton gleichbleibender Intensität wahrgenommen.

Eine weitere Empfangsvorrichtung, bei der ein Phasendetektor entbehrt werden kann, ist in Fig. 4 dargestellt.

Das einem Transformator 14 entnommene Trägerwellensignal und das Seitenbandsignal werden über ein phasendrehendes Netzwerk, das aus einem auf die Trägerwellenfrequenz abgestimmten, selektiven Filter 15, z.B. einem Kristallfilter und einem Kondensator 16 besteht, einem Amplitudendetektor zugeführt. Das dargestellte phasendrehende Netzwerk besitzt die Eigenschaft, nur die Trägerwellenschwingung in der Phase zu verschieben, während die Phasen der Seitenbandfrequenzen ungeändert bleiben bzw. umgekehrt werden. Dies läßt sich sofort erkennen, da sich das Filter 2 in bezug auf die Trägerwellenfrequenz wie ein Widerstand und in bezug auf die Seitenbandfrequenzen wie eine Reaktanz benimmt. Durch Änderung des

Kondensators i6 kann somit erreicht werden, daß die Amplitudenänderungen des Trägerwellensignals verschwinden, wodurch der Phasenwinkel ψ und somit der Azimuthwinkel 0 festgelegt werden.

Claims

Patentansprüche:

i. System zur radiographischen Richtungsbestimmung, das ein Sendesystem, von dem ein Trägerwellensignal und ein aus letzterem durch Modulation mit Trägerwellenunterdrückung erhaltenes Seitenbandsignal derart ausgesandt werden, daß zwischen beiden Signalen eine azimuthabhängige Phasenverschiebung auftritt, sowie einen Empfänger aufweist mit Mitteln zur Amplituden- und Phasendetektion der empfangenen Signale und mit Mitteln zum Vergleichen der Amplituden der durch Detektion erhaltenen Modulationsspannungen.
2. System nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerwellen- und Seitenband- so signale von besonderen Punkten ausgesandt werden.
3. System nach den Ansprächen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerwellensignal im Rhythmus von Komplementärzeichen, vorzugsweise ungleicher Dauer, schwach in der Ampli- »5 tude moduliert ist.
4. System nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Empfänger die beiden Seitenbärider der empfangenen Schwingungen getrennt und dann addiert werden, einmal mit gleichen Zeichen und das andere Mal mit entgegengesetzten Zeichen, zur Erhaltung von amplitudenmodulierten Signalen, deren Amplitudenmodulationen der Amplituden- bzw. Phasenmodulation der empfangenen Signale proportional sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

O 929 1. si