DE851650C

DE851650C - Device for determining the direction of the direction of the bearing of horizontally polarized waves

Info

Publication number: DE851650C
Application number: DEM4613D
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr Michelssen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1944-12-16
Filing date: 1944-12-16
Publication date: 1952-10-06

Description

Einrichtung zur Seitenbestimmung bei der Peilung horizontal polarisierter Wellen Bei der Peilung drahtloser Wellen soll normalerweise die Richtung der Verbindungslinie von Sender und Empfänger gegen geographisch Nord festgestellt werden. Bei der Bestimmung dieses Winkels, z. B. mit Minimumpeilungen, ergibt sich jedoch meist eine zweideutige Richtung. Ob der Sender sich z. B. in der Richtung go0 oder 2700 zum Empfangsort befindet, ist dann noch nicht bekannt. Für das Peilen von drahtlosen Sendern ist also auch eine sog. Seitenbestimmung erforderlich.Device for determining the side when bearing horizontally polarized waves When direction finding wireless waves, the direction of the connecting line is usually intended be determined by sender and receiver against geographical north. In determining this angle, e.g. B. with minimum bearings, however, the result is usually an ambiguous one Direction. Whether the sender is z. B. in the direction of go0 or 2700 to the receiving location is then not yet known. For direction finding from wireless transmitters is So a so-called page definition is also required.

Bei der Peilung vertikal polarisierter Weflen mit Hilfe um eine Vertikalachse drehbarer Rahmen ist die Aufgabe, die Seite der gepeilten Richtung zu bestimmen, gelöst, und zwar auf folgende Weise: Abb. I zeigt das Empfangsdiagramm eines Drehrahmens über volle 3600. Es weist zwei um I800 versetzte Minima auf. Sie werden in richtigem Winkel erhalten, wenn die Fortpflanzungsrichtung der elektromagnetischen Welle senkrecht auf der Rahmenfläche steht. Die von dem Rahmen an den Eingang eines Empfängers gelieferte Spannung hat die Eigenschaft, daß sie während einer Rahmendrehung über volle 3600 umpolt. Der magnetische Vektor durchsetzt bei um 1800 vertauschten Rahmenstellungen die Windungen in entgegen gesetztem Sinn. Bezeichnet man die vom Rahmen gelieferte Spannung in der einen Hälfte des Doppelkreisdiagramms der Abb. I als positiv, so fällt sie in der anderen Hälfte entgegengesetzt, also negativ aus. Diese Umpolung der Rahmenspannung wird bei der Peilung zur Seitenbestimmung ausgenutzt. When finding vertically polarized waves with the help of a vertical axis rotating frame is the task of determining the side of the bearing direction, solved in the following way: Fig. I shows the reception diagram of a rotating frame over a full 3600. It has two minima offset by 1800. You will be in right Angle obtained when the direction of propagation of the electromagnetic wave is perpendicular stands on the frame surface. The one delivered by the frame to the entrance of a receiver Tension has the property of being over a full 3600 during one frame rotation reversed polarity. The magnetic vector permeates around 1800 reversed frame positions the turns in opposite set sense. If one calls the from The voltage supplied to the frame in one half of the double circle diagram in Fig. I as positive, it falls in the opposite half in the other half, i.e. negative the end. This polarity reversal of the frame voltage is used to determine the direction of the bearing exploited.

Wie bekannt, überlagert man für diesen Zweck dem Doppelkreisdiagramm des, Rahmens ein mit den Rahmenmaxima möglichst amplitudéngleiches Kreisdiagramm einer Hilfsantenne (vgl. Abb. 2).As is known, this is done by overlaying the double pie chart of the frame a circle diagram with the same amplitude as possible with the frame maxima an auxiliary antenna (see Fig. 2).

Sie liefert eine mit der Spannung der einen Rahmenstellung gleichgerichtete, zu der der anderen Rahmenstellung aber entgegengesetzt gerichtete Spannung. Die von Hilfsantenne und Rahmen bei Drehung über volle 3600 auf einen gemeinsamen Empfängereingang gelieferten Spannungen addieren bzw. subtrahieren sich also, wie in Abb. 3 bezeichnet.It provides a rectified with the voltage of one frame position, but opposite to that of the other frame position. the of auxiliary antenna and frame when rotated over a full 3600 to a common receiver input The voltages supplied are added or subtracted, as shown in Fig. 3.

Es entsteht dabei die die Seitenbestimmung bei der Rahmenpei lung ermöglichende Kardioide. Durch geeignete Anordnung des Rahmens bzw. bei Verwendung von Wreuzrahmen der beiden Rahmen und der Hilfsantenne zu der Peilskala kann dann erreicht werden, daß das alleinige Minimum der Kardioide direkt zum Sender zeigt, die Zweideutigkeit der Rahmenminimumpeilung also ausgeschaltet wird.The result is the determination of the side in the frame pei development enabling cardioids. By arranging the frame appropriately or when using it from the cross frame of the two frames and the auxiliary antenna to the bearing scale can then it can be achieved that the sole minimum of the cardioids points directly to the transmitter, the ambiguity of the frame minimum bearing is thus eliminated.

Eine ähnliche Aufgabe, nämlich die Seite der bei der Minimumpeilung gewonnenen Richtung festzustellen, liegt auch bei der Peilung ;horizontal polarisierter Wellen vor. Horizontal polarisierte Wellen werden praktisch im Bereich der Ultrakurzwelle, meist für die Aufgaben der Funkmeßtechnik, angewendet. Für ihre Peilung ist ein einfaches Mittel bekannt, nämlich die Verwendung eines horizontal gelagerten Dipol, welcher um eine Vertikalachse, z. B. in seinem Mittelpunkt, über mindestens 3600 gedreht werden kann. Bei Verwendung von zwei Dipolhälften sind diese meistens in gegenseitiger Verlängerung angeordnet. Das mit einem solchen Horizontaldipol in Abhängigkeit von der 3600-Drehung zu erhaltende Empfangsdiagramm ist ähnlich dem eines Rahmens beim Empfang vertikal polarisierter Wellen und zeigt ebenfalls zwei um 1800 versetzte Minima, ist also zweideutig (vgl. Abb. I). Sie entstehen, wenn die Längsachse des Horizontaldipols senkrecht zum elektrischen Vektor steht, also mit der Fortpflanzungsrichtung der drahtlosen Welle übereinstimmt. A similar task, namely the side of the minimum bearing Determining the direction gained is also a matter of bearing; horizontally polarized Waves ahead. Horizontally polarized waves are practically in the range of ultra-short waves, mostly used for the tasks of radio measurement technology. For their bearing is a known simple means, namely the use of a horizontally mounted dipole, which around a vertical axis, e.g. B. at its center, over at least 3600 can be rotated. When using two dipole halves, these are mostly in mutual extension arranged. The one with such a horizontal dipole in The reception diagram to be obtained depending on the 3600 rotation is similar to that of a frame when receiving vertically polarized waves and also shows two Minima shifted around 1800, so it is ambiguous (see Fig. I). They arise when the longitudinal axis of the horizontal dipole is perpendicular to the electrical vector, so coincides with the direction of propagation of the wireless wave.

Für die Bestimmung der Seite solcher mit Horizontaldipolen erhaltener Peilungen sind bereits Anordnungen bekannt, nämlich unter Anordnung der Dipole vor großen abschirmenden Flächen. Sie haben aber den Nachteil, daß bei der Peilung relativ große Massen bewegt werden müssen. Das Gerät ist also für den Betrieb zu unhandlich. Außerdem treten dabei leicht und häufig unscharfe Minima auf bzw. sind die Unterschiede der Empfangsminima nicht auffällig genug für eine Seitenbestimmung. For determining the side of those with horizontal dipoles preserved Bearings are already known arrangements, namely with arrangement of the dipoles in front large shielding surfaces. But they have the disadvantage that when bearing relatively large masses have to be moved. The device is therefore too unwieldy to operate. In addition, fuzzy minima occur easily and frequently or are the differences the reception minima are not conspicuous enough for a determination of the side.

In dieser Hinsicht, nämlich bei der Peilung horizontal polarisierter Wellen eindeutig die Seite bestimmen zu könnnen, bringt die vorliegende Erfindung eine wesentliche Verbesserung. Sie hat ein Antennensystem zum Gegenstand, das aus einer bei horizontal polarisierten Wellen ein Doppelkreisdiagramm ergebenden Peilantenne zur Richtungsbestimmung und aus einer bei der gleichen Wellenart ein Kreisdiagramm ergebenden, gegebenenfalls vertikal mitdrehharen Zusatzantenne besteht, aus deren zusammenwirkenden Empfangsspannungen die Seitenbestimmung folgt. Verwendet man als Peilantenne einen Horizontaltdipol, so hat das bei der Drehung über volle 3600 erhaltene Doppelkreisdiagramm Eigenschaften, welche denen eines Vertikaldrehrahmendiagramms verwandt sind. Auch hierbei sind die vom Horizontaldipol in um I800 versetzten Stellungen gelieferten Spannungen einander entgegengesetzt, falls der Dipol sich nicht zufällig in der Minimumstellung befindet. Es kann also die eine Hälfte des Doppelkreisdiagramms als positiv, die andere als negativ bezeichnet werden. In this regard, namely when bearing horizontally polarized To be able to clearly determine the side of waves, brings the present invention a major improvement. Its object is an antenna system that consists of a DF antenna that produces a double-circle diagram for horizontally polarized waves to determine the direction and from one with the same type of wave a pie chart resulting, possibly vertically mitdrehharen additional antenna consists of their interacting receiving voltages the side determination follows. Used as a DF antenna has a horizontal dipole, so it has received over 3600 during the rotation Double pie chart properties similar to those of a vertical rotating frame chart are related. Here, too, are the positions offset by 1800 from the horizontal dipole The voltages supplied are opposite to one another, if the dipole is not random is in the minimum position. So it can be one half of the double pie chart as positive, the others as negative.

Diesem Diagramm des Horizontaldipols wird das Kreisdiagramm (vgl. Abb. 2) einer gegebenenfalls aus baulichen Gründen vertikal mitdrehbaren Zusatzantenne, z. B. horizontal angeordneter Rahmen, überlagert, welches zu den Spannungen der einen Dipolstellung in Phase, zu den Spannungen der um I800 versetzten Dipolstellung aber gegenphasig ist. Bei horizontal polarisierten elektrischen Wellen liegt der elektrische Vektor parallel zur Erdoberfläche, während der magnetische Vektor senkrecht auf der Erdoberfläche steht. Zweckmäßig wird ein um eine Vertikalachse gegebenenfalls drehbarer Horizontalrahmen verwendet, der dann beim Drehen des Dipols in seiner eigenen Ebene mitgedreht werden kann. Die Drehachse wird man möglichst den Rahmen in seinem Zentrum durchsetzen lassen. Bei der Zulieferung der von beiden Organen, nämlich vom Horizontaldipol und vom horizontal angeordneten Rahmen, gelieferten Spannungen an den Empfängereingang entsteht dann ein ähnliches Bild wie bei der Seitenbestimmung mit Hilfe eines Vertikalrahmens und einer Hilfsantenne bei vertikal polarisierten Wellen. Durch die Addition des Dipoldoppelkreisdiagramms und des Kreisdiagramms des Horizontalrahmens entsteht wieder eine Kardioide mit nur einem Minimum (vgl.The circle diagram (cf. Fig. 2) an additional antenna that can be rotated vertically for structural reasons, z. B. horizontally arranged frame, superimposed, which leads to the tensions of the a dipole position in phase with the voltages of the dipole position offset by 1800 but is out of phase. In the case of horizontally polarized electric waves, the electric vector parallel to the earth's surface, while the magnetic vector is perpendicular stands on the surface of the earth. A around a vertical axis is expedient if necessary rotatable horizontal frame used, which then when rotating the dipole in its own level can be rotated at the same time. The axis of rotation will be the frame if possible let prevail in its center. When delivering the from both organs, namely from the horizontal dipole and from the horizontally arranged frame Voltage at the receiver input then creates a similar picture as with the Determination of the side with the help of a vertical frame and an auxiliary antenna for vertical polarized waves. By adding the dipole double pie chart and the pie chart The horizontal frame creates a cardioid with only a minimum (cf.

Abb. 3), tund es kann mit weiteren, aber an sich bekannten Mitteln erreicht werden, daß das Minimum eindeutig zum Sender hinweist.Fig. 3), and it can be done with other but known means can be achieved that the minimum clearly points to the sender.

Für die Aufschaltung auf den Empfängereingang wird man sich an die vom Vertikaldrehrahmen mit Hilfsantenne für die Erzeugung einer Kardioide bekannten Maßnahmen anlehnen. Eine kardioidenähnliche Kurve entsteht auch, wenn das Doppelkreisdiagramm des Horizontaldipols und das Kreisdiagramm des Horizontalrahmens nicht gleich große Maximalwerte haben. Am genauesten und sichersten aber wird die Seitenbestimmung bei Erzeugung einer wirklichen Kardioide, also bei Gleichheit der Maximalwerte von Kreis- und Doppelkreisdiagramm. For the connection to the receiver input, you will need to contact the known from the vertical rotating frame with auxiliary antenna for generating a cardioid Based on measures. A cardioid-like curve is also created when the double pie chart of the horizontal dipole and the circular diagram of the horizontal frame are not of the same size Have maximum values. However, the most precise and safest way is to determine the side when generating a real cardioid, i.e. when the maximum values of Pie and double pie charts.

Im Rahmen der Erfindung ist noch folgende Verbesserung zweckmäßig, welche eine schnellere Durchführung der Peilarbeiten mit Seitenbestimmung gestattet. An sich ist es zweckmäßig, die eigentliche Richtungsbestimmung von der Seiten- T>estimmung unabhängig durchzuführen. Bei der reinen, alter zxveideutigen Minimumpeilung kann man die gepeilten Winkel sehr genau bestimmen, z. B. auf ein viertel Grad und noch genauer. Das Minimum der zur Ausschaltung der Zweideutigkeit der Peilung zur Seitenbestimmung benötigten Kardioide ist aber wesentlich weniger scharf als die Peilminima der eigentlichen Peilantenne. Um genügend genaue und eindeutigePeilungen mit Seitenbestimmung zu erhalten, sind an sich die beiden Arl>eitsvorgänge, nämlich die eigentliche genaue Minimumpeilung und die dann notwendige Seitenbestimmung, zeitlich getrennt aufeinanderfolgend durchzuführen; denn das Minimum einer mit der erfindungsgemäßen Einrichtung erzeugten Kardioide ist gegen die beiden an sich um 1800 versetzten Minima des Horizontaldipols um go0 verdreht. Es müßte also arbeitsmäßig der Horizontaldipol aus der Peillage in die um go0 versetzte Seitenbestimmungslage verdreht werden, um die Peilung eindeutig zu machen, also ihre Seite zu I)estimmen. Zur schnelleren Durchführung dieses Peilvorganges wird die erfindungsgemäße Einrichtung zusätzlich so gestaltet, daß ein weiterer, gegen den Horizontaldipol (Peilgerät) um etwa go0 versetzter, mitschwenkbarer Hilfsdipol vorgesehen ist und daß dieser Hilfsdipol dem Horizontalrahmen zur Bildung der Kardioide zugeordnet wird. Mit einer solchen Einrichtung kann man in folgender Weise arl>eiten: l)er eine Horizontaldipol wird so eingestellt, daß seine Empfangsspannung ein genaues Minimum ergibt. Gleichzeitig wird aus der Zusammenschaltung des zweiten Dipols und des Rahmens eine Spannung gewonnen, die entsprechend der Kardioidencharakteristik ein Minimum oder Maximum aufweist. Bei geeigneter Polung der Anschlüsse von Hilfsdipol und Horizontalrahmen an den Empfängereingang sowie bei geeigneter Anordnung der ganzen Einrichtung zur Peilskala liegt dann der Sender auf der Seite des Minimums der Kardioide. In the context of the invention, the following improvement is expedient, which allows a quicker implementation of the direction finding work with side determination. In itself, it is useful to determine the actual direction from the side T> determination perform independently. With the pure, old, ambiguous minimum bearing, one can determine the bearing angle very precisely, z. B. to a quarter of a degree and still more accurate. The minimum required to eliminate the ambiguity of the bearing for determining the side The required cardioid is, however, much less sharp than the bearing minima of the actual DF antenna. To get sufficiently precise and unambiguous bearings with side determination what are preserved are the two operational processes, namely the actual exact one Minimum bearing and the then necessary side determination, successively separated in time perform; because the minimum one generated with the device according to the invention Cardioid is compared to the two minima of the horizontal dipole, which are offset by 1800 twisted by go0. In terms of work, therefore, the horizontal dipole would have to be out of the bearing position can be rotated into the lateral determination position offset by go0 in order to clearly identify the bearing to make, so vote your side to I). For faster implementation of this bearing process the device according to the invention is also designed so that another, Auxiliary dipole that can be swiveled along with it, offset by about go0 against the horizontal dipole (direction finder) is provided and that this auxiliary dipole the horizontal frame for the formation of the cardioids is assigned. With such a device one can work in the following way: l) he has a horizontal dipole is set so that his receive voltage is an exact one Minimum results. At the same time, the interconnection of the second dipole and of the frame gained a tension corresponding to the cardioid characteristics has a minimum or maximum. With suitable polarity of the connections of the auxiliary dipole and horizontal frame at the receiver input and with a suitable arrangement of the The transmitter is then on the minimum side of the entire device for the bearing scale the cardioid.

Claims

CLAIMS: I. Device for finding horizontally polarized bearings Waves with lateral determination, characterized in that the antenna system consists of a DF antenna that produces a double-circle diagram for horizontally polarized waves to determine the direction and from one with the same kind of world a circle diagram resulting, optionally vertically rotatable additional antenna consists of their interacting receiving voltages the side determination follows.

2. Device according to claim I, characterized in that the DF antenna consists of a horizontal dipole.

3. Device according to claim I or 2, characterized in that the additional antenna consists of a horizontally arranged frame.

4. A device according to claim I, 2 or 3, characterized in that that another, offset from the DF antenna by about go0, can be swiveled along with it Auxiliary dipole is provided or assigned to the horizontal frame.