DE854812C - Funkpeilgeraet fuer die selbsttaetige und augenblickliche Standortbestimmung, vornehmlich an Bord von Fahrzeugen - Google Patents
Funkpeilgeraet fuer die selbsttaetige und augenblickliche Standortbestimmung, vornehmlich an Bord von FahrzeugenInfo
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- DE854812C DE854812C DES21829A DES0021829A DE854812C DE 854812 C DE854812 C DE 854812C DE S21829 A DES21829 A DE S21829A DE S0021829 A DES0021829 A DE S0021829A DE 854812 C DE854812 C DE 854812C
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Funkpeilgeräte für die selbsttätige und augenblickliche Standortbestimmung,
vornehmlich an Bord von Fahrzeugen. Sie hat besonderen Bezug auf Navigationssysteme
und betrifft insbesondere die Navigation von Flugzeugen mit hoher Geschwindigkeit. Die Erfindung
kann aber auch angewendet werden bei mit viel geringerer Geschwindigkeit laufenden Fahrzeugen, ja
selbst sogar bei festen Gegenständen. Eine Karte bildet einen Ausrüstungsteil des beweglichen oder
festen Gegenstandes, dessen geographische Lage bestimmt werden soll, und sie gibt die jeweilige
Stellung selbsttätig, augenblicklich und in jedem Zeitpunkte an.
Man kennt bereits funkelektrische Systeme, welche eine Ortung an Bord eines Fahrzeuges vorzunehmen
gestatten. Diese Systeme arbeiten ausgezeichnet, und ihre Genauigkeit ist den gewöhnlichen
funkgoniometrischen Geräten bei weitem überlegen. Diese funkelektrischen Systeme haben fco
indessen den Nachteil, daß ihre Anzeigen nicht vollautomatisch und augenblicklich erfolgen.
Menschliche Mithilfe bleibt bei ihnen noch nötig, um die Ortung auf der Karte vorzunehmen, indem
Kurvenschnittpunkte, gewöhnlich von Hyperbeln, »5 aufgesucht werden müssen. Dieser Mangel ist dann
bedeutungslos, wenn das Bordpersonal einen Steuermann aufweist, er ist es indessen nicht, wenn
das Personal sich nur auf den Piloten beschränkt und das Flugzeug .sich mit großer Geschwindigkeit
fortbewegt. In diesem Falle ist der Pilot, der ja seine Stellung im Räume kennen muß, gezwungen,
die Position von erdgebundenen Peilstationen zu erfragen. In gewissen Fällen durchfliegt dann das
Flugzeug einige zehn Kilometer, ehe dem Piloten das Meßergebnis mitgeteilt wird, was natürlich
dessen Wert ziemlich herabsetzt. Außerdem muß der Flugzeugführer häufig mehrere Minuten warten,
ehe die Erdstationen sich mit ihm beschäftigen, wenn nämlich andere Flugzeuge ebenfalls ihre
Position zu erfahren versuchen. Hierdurch können ίο Unfälle herbeigeführt werden.
Die vorliegende Erfindung beseitigt die geschilderten Unzuträglichkeiten und gibt in ihren Ausführungsformen
augenblicklich die geographische Position des Fahrzeuges in Gestalt eines auf dem
Schirm eines Kathodenstrahlrohres erscheinenden Lichtpunktes an, auf dem in Spezialkoordinaten die
Karte der Gegend aufgezeichnet ist. Das Gerät arbeitet dabei voll automatisch, und die Mitwirkung
des Personals beschränkt sich auf die Betätigung des Unterbrechers, welcher die Inbetriebsetzung
des Gerätes bewirkt. Das Gerät ist außerdem wenig umfangreich und wenig gewichtig. Die Genauigkeit
ist von den Dimensionen des Schirmes sowie von den die Erdsender trennenden Entfernungen abas
hängig. Die Erdsender steuern den Kathodenstrahl - ■ des Strahlrohres auf funkelektrischem Wege. Selbst
wenn letzterer einen gewissen Durchmesser hat, übersteigt der Fehler kaum mehr als 2 oder 3 km,
wenn man annimmt, daß die Karte etwa das Gebiet von Belgien wiedergibt. Das zeigt, daß die Erfindung
auch als Kontroll- oder Hilfsgerät an Bord solcher Maschinen von Interesse sein kann, bei
welchen andere Funkpeil- bzw. Funkortungsgeräte vorhanden sind.
Die Erfindung beruht auf folgendem Prinzip. An den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks, welches
die betrachtete Gegend einschließt, sind drei Sender aufgestellt, «welche auf verschiedenen Frequenzen
Funkwellen aussenden, die hinsichtlich der Phase, der Frequenz und der Amplitude in genau gleicher
Weise moduliert werden. An Bord des Fahrzeuges sind drei auf die drei Senderfrequenzen abgestimmte
Empfänger installiert, welche nach Einstellung die drei Modulationswellen abgeben, die dann unter
sich je nach den Entfernungen, welche in diesem Augenblick das Fahrzeug von den drei Sendern
trennen, außer Phase kommen. Diese drei Wellen werden drei Ablenksystemen einer Kathodenstrahlröhre
in Gestalt von drei Ablenkspannungen aufgedrückt, wobei die Ablenksysteme am Halse des
Kathodenstrahlrohres derart angebracht sind, daß sie zueinander jeweils einen Winkel von 1200
bilden. Auf diese Weise erleidet der Elektronenstrahl eine Ablenkung, welche den den Ablenksystemen
aufgedrückten Spannungen und. demgemäß den Entfernungen des Fahrzeuges von den
Sendern entspricht. Der Lichtfleck zeichnet auf dem Schirm eine Figur, deren Gestalt von der Art
der Modulationswelle abhängt. Für einen gewählten Wellentyp gehört die auf dem Schirm beschriebene
Figur immer zur gleichen Kurvenfamilie und weist im allgemeinen eine Symmetrieachse auf.
Die Lage dieser Achse wird bestimmt durch die Resultierende der auf den Elektronenstrahl durch
die drei Ablenksysteme ausgeübten Kräfte, und sie steht in bestimmter Beziehung zur wirklichen Position
des Fahrzeuges. Durch Gebrauch eines Kunstgriffes wird es möglich, auf dem Schirm nur einen
einzigen Punkt der gezeichneten Figur sichtbar zu machen, der in der Nähe der Symmetrieachse liegt.
Dieser Punkt gibt eine Anzeige der geographischen Position des Fahrzeuges, sofern eine Karte vorher
auf dem Schirm aufgezeichnet worden ist, wobei die durch das Gesamtsystem verursachten Abweichungen
entfernungsmäßiger oder winkelmäßiger Art Berücksichtigung gefunden haben. Diese Abweichungen
bilden kein Hindernis für das genaue Arbeiten des Gerätes, denn sie können von vornherein
je nach der Stellung der Sender und der Gestalt der Modulationswelle berechnet oder noch
leichter durch experimentelles Zeichnen der Karte nach einem weiter unten geschilderten elektromechanischen
Verfahren berücksichtigt werden.
Nach einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung übertragen die drei Sender einfach genau
synchronisierte Impulse. An Bord des Fahrzeuges nehmen die drei Empfänger oder die drei
Empfangswege diese drei Impulse in denjenigen Zeitabständen auf, welche den Entfernungen entsprechen,
die das Fahrzeug von den Sendern trennen. Diese Impulse steuern mit gleichem Zeitverzuge
das Aufdrücken der drei. Ablenkspannungen auf die drei Ablenksysteme der Röhre. Diese
Spannungen werden durch einen oder mehrere an· Bord des Fahrzeuges installierte Generatoren erzeugt,
welche die gewünschte Wellenform liefern. Das Verfahren verläuft dann genau so wie das
eben beschriebene.
Das Erfindungsprinzip wird nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert,
wobei hervorzuhelien ist, daß die folgende Beschreibung keineswegs einschränkend zu verstehen ist,
sondern daß es zahlreiche Abwandlungen in den Einzelheiten geben kann, ohne daß dadurch der
Rahmen der Erfindung verlassen werden würde. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel
veranschaulicht
Abb. ι die geographische Position der verschiedenen
interessierenden Punkte,
Abb. 2 das Aufdrücken der Modulationswellen auf die Kathodenstrahlröhre des Empfängers,
Abb. 3 die auf die Elektronen ausgeübten Kräfte,
Abb. 4 die. Richtung und die Resultierende dieser verschiedenen Kräfte,
Abb. 5 das Schaltschema des Empfängerendteiles,
Abb. 6 eine schematische Ansicht eines elektromechanischen Gerätes, welches die unmittelbare
und richtige Zeichnung der Karte auf dem Schirm des Kathodenstrahlrohres gestattet.
Abb. ι zeigt drei Sender A, B und C, die an den
Ecken eines gleichseitigen Dreiecks aufgestellt sind, dessen Seite/ nach der Größe derjenigen Gegend
gewählt ist, wo sich das Fahrzeug M befinden kann. Dieses Fahrzeug ist hier an irgendeinem im Innern
des Dreiecks befindlichen Punkte dargestellt, obwohl es sich auch außerhalb desselben befinden
kann. In diesem letzteren Fall gibt der Schirmleuchtpunkt allerdings nur die Richtung des Fahrzeuges
gegenüber dem Mittelpunkte an, wie weiter unten noch mehr dargelegt werden wird.
Die Sender liegen genügend nahe beieinander, damit das Fahrzeug von jedem die unmittelbare Welle, gegebenenfalls unter Berücksichtigung der Höhe von M empfangen kann. Sie arbeiten auf leicht unterschiedlichen Frequenzen zwecks bequemer Abstimmung der Empfänger. Für die Verwendung bei Maschinen, die sich mit hoher Geschwindigkeit fortbewegen, erfolgen die Emissionen innerhalb des Lang Wellenbereiches, wobei die drei Wellenlängen sich beispielsweise der iooo-Meter-Welle annähern, doch hindert nichts, auch bei weitem kürzere Wellen zu wählen.
Die Sender liegen genügend nahe beieinander, damit das Fahrzeug von jedem die unmittelbare Welle, gegebenenfalls unter Berücksichtigung der Höhe von M empfangen kann. Sie arbeiten auf leicht unterschiedlichen Frequenzen zwecks bequemer Abstimmung der Empfänger. Für die Verwendung bei Maschinen, die sich mit hoher Geschwindigkeit fortbewegen, erfolgen die Emissionen innerhalb des Lang Wellenbereiches, wobei die drei Wellenlängen sich beispielsweise der iooo-Meter-Welle annähern, doch hindert nichts, auch bei weitem kürzere Wellen zu wählen.
Unter Inkaufnahme einiger zusätzlicher Komplikationen kann die Modulationsart von der für dieses
Beispiel gewählten Frequenzmodulation vollkommen abweichen. Es würde genügen, wenn die folgenden
Bedingungen, die zum guten Funktionieren des Gerätes unerläßlich sind, erfüllt werden:
1. Die drei Modulationswellen müssen bei der Emission genau die gleiche Amplitude, Frequenz
und Phase haben. Diese Forderung kann durch Vorrichtungen erfüllt werden, die nicht Gegenstand
derErfindung und in der Funktechnik bekannt sind. Sie bestehen beispielsweise aus einem Pilotsender,
der die Modulation der drei Sender A, B und C nach Durchlaufen der notwendigen Korrektionssysteme steuert.
2. Die Modulationsfrequenz muß genügend niedrig sein, damit die Wellenlänge der Hüllkurve der
entsprechenden elektromagnetischen Welle gegenül>
er der Dreieckseite groß ist. Obwohl die Erfindung noch mit sehr unterschiedlichen Werten
arbeiten kann, ist es der Genauigkeit wegen von Interesse, ein Verhältnis von ungefähr 4 anzuwenden.
Die Wahl dieser Frequenz hängt also von der Entfernung 1 ab, welche zwei Sender voneinander
trennt. Bei dem gewählten Beispiel ist ι = 250 km und die Modulationsfrequenz 300 Hz,
der eine Länge der Modulationshüllkurve von 1000 km entspricht.
3. Das Fahrzeug M muß mit drei festen Empfangskanälen ausgestattet sein (um jede Regelung
von Hand auszuschalten), die auch die drei Modulationswellen (nach Gleichrichtung der elektromagnetischen,
von den drei Sendern A, B und C ausgesandten Wellen) wirksam wiedergeben müssen,
wobei die Modulationswellen die Phasenabweichungen aufweisen, die genau denjenigen
entsprechen, welche in der betrachteten Position und in dem betrachteten Augenblick durch die
Differenz der direkten Wege a, b und c der von den drei Sendern A, B und C in alle Richtungen
ausgesandten elektromagnetischen Wellen erzeugt werden, sowie die gleiche Frequenz und Amplitude.
Dieser letzteren Bedingung kann mit der für dieses Beispiel angewandten Frequenzmodulation leicht
genügt werden, soweit die Begrenzer der drei Empfangskanäle mit demselben Schwellwert arbeiten.
Das erfordert, daß die elektromagnetischen Felder, die durch die drei Sender erzeugt werden,
wenigstens das Minimum an Intensität aufweisen, welches am ungünstigsten Punkte der Gegend erforderlich
ist, in welcher das Gerät benutzt werden soll.
Keine andere Bedingung ist für das gute Funktionieren desselben unerläßlich. Die Gestalt der
Modulationswelle kann beliebig sein, obwohl es, wie bei diesem Beispiel dargestellt, vorteilhaft sein
kann, sinusförmigen Verlauf zu wählen.
Die drei Empfangskanäle unterliegen auch nicht der Erfindung. Sie können einem beliebigen bekannten
Typ angehören, dem ebenfalls bekannte Vorrichtungen hinzugefügt sind, welche die unter 3
auseinandergesetzten Ziele zu erreichen gestatten. Dann lassen die Ausgänge der drei Empfangskanäle
die drei Modulationswellen in Gestalt dreier Wellen gleicher Amplitude und Frequenz erscheinen,
welche die Phasertabweichungen unter sich aufweisen,
die den Entfernungen a, b und c proportional sind.
Diese drei Wellen sind es, welche den drei Ablenksystemen einer Kathodenstrahlröhre T aufgedrückt
werden. Jedes System umfasse bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel . ein Spulenpaar
A1-A2, B1-B2 und C1-C2, wie in Abb. 2 veranschaulicht,
welche auf dem Hals der Röhre im Winkel von 1200 voneinander aufgebracht sind.
Es handelt sich bei diesem Beispiel also um elektromagnetische Ablenksysteme. Die Erfindung beschränkt
sich indessen nicht darauf, und sie könnte auch Anwendung finden durch Verwendung von
drei Plattenpaaren, welche elektrostatische Ablenkungen zur Folge haben. In diesem Fall müßten
die Kathodenstrahlröhren, wie es leicht möglich ist, mit drei Plattenpaaren versehen werden, die im
Winkel von 1200 zueinander angeordnet sind.
Außer dieser Besonderheit weist das Kathodenstrahlrohr kein besonderes Merkmal auf. Auf der
Vorderfläche des Leuchtschirms ist mittels eines weiter unten beschriebenen Verfahrens die Karte
der in Betracht kommenden Gegend aufgezeichnet. Der aus dem Elektronenkanal herauskommende
Elektronenstrahl wird durch die von den drei Ablenksystemen A1-A2, B1-B2 und C1-C2 erzeugten
drei elektromagnetischen Felder abgelenkt. Die Elektronen unterliegen also drei Kräften f/, fB'
und /(/, deren Richtungen unveränderlich unter
Winkeln von 12001 stehen. Bei dem gewählten
Ausführungsbeispiel ändert sich jede Kraft mit gleicher Amplitude und Frequenz sinusförmig.
Die Phasen dieser Sinuslinien sind dagegen gewohnlich verschieden, und die Resultierende der
drei Kräfte hängt daher von diesen Phasenabweichungen ab. Der Auftreffpunkt des Elektronenstrahls
auf dem Schirm hängt daher definitiv von der Stellung des Punktes M ab, da die Ablenkung
des Strahls proportional ist zur Resultierenden der von den Spulen erzeugten Felder.
Das Problem läuft daher darauf hinaus, die auf den Schirm des Kathodenstrahlrohres aufzuzeichnende
Karte so korrekt anzubringen, daß der aufleuchtende Auftreffpunkt der Elektronen darin die
wirkliche geographische Position des Fahrzeuges M in diesem Augenblick angibt. Beim vorliegenden
Ausfiihrungsbeispiel wird dieses Problem für den Fall dreier sinusförmiger Wellen gelöst, deren
Phasenabweichungen unter sich den Entfernungen o,
b und c proportional sind, welche die von A, B und C ausgesandten direkten Wellen zu durchlaufen
haben, um bei M anzukommen.
Ein erster besonderer Punkt der Lösung wird ίο durch den Mittelpunkt des Dreiecks gebildet. Wenn
sich das Fahrzeug dort befindet, sind die drei Entfernungen a, b und c gleich. Es besteht keine
Phasenabweichung zwischen den von M aufgenommenen Modulationswellen und infolgedessen
auch keine Abweichung zwischen den drei Kräften f/> fß' und fc, und der Lichtfleck, der der Anziehung
dieser drei im Winkel von 1200' wirkenden
Kräfte unterworfen ist, trifft die Mitte des Schirms. An diesem Punkte befindet sich daher der Mitteiao
punkt des Dreiecks A, B und C.
In jedem anderen Punkte gibt es eine Abweichung. Das bedeutet aber, daß eine gewöhnliche
Landkarte nicht so, wie sie ist, auf den Leuchtschirm übertragen werden kann. Bevor eine mathematische
Analyse dieser Abweichung vorgenommen wird, kann man sie sich dadurch erklären, daß der
Auftreffpunkt von drei Kräften bestimmt wird, die im Winkel von 12001 zueinander stellen und daß
die Vektoren a, b und c außerhalb des Mittelpunktes verschiedene Winkel miteinander bilden.
Um diese Abweichung zu berechnen, sei zunächst der in Abb. 1 dargestellte Allgemeinfall betrachtet.
Die drei von M empfangenen Sendungen lassen zum Schluß drei Ablenkkräfte für den Kathodenstrahl
entstehen:
f/ = K sin (2 π fut + φ A)
fB' = K sin (2 π fMt + <p B)
fc' = K sin (2 π f„t+.<pC).
In diesen Formeln ist K ein Konstante, die der Einfachheit wegen willkürlich mit 1 angenommen
ist; fM die Modulationsfrequenz (in diesem Beispiel
300 Hz) ;φΑ,φΒ und φ C sind die entsprechenden.
Phasenabweichungen der Kräfte bei M gegenüber den drei von den drei Sendern A, B und C in Phase
ausgesandten Modulationswellen.
Die absoluten Phasenabweichungen sind jedenfalls ohne Bedeutung. Worauf es ankommt, sind
die Phasenabweichungen zwischen f/, fß' und fc'· f/ möge z. B. als Bezugssinuslinie angenommen
werden, und unter dieser Voraussetzung kann man, indem der Wert 2 π /^ = ω gesetzt wird, schreiben
fm"
sin ω t
sin (ωί — φΑΒ)
sin (ωί — φΑΒ)
oder
a — b m
wobei m die Wellenlänge der Modulationsfrequenz
angibt, die durch die bekannte Formel —j
in
Kilometer gegeben ist.
Diese drei Kräfte fA, fß und fc sind es, welche
die Abb. 3 in dem allgemeinen Falle des behandelten Beispieles wiedergibt. Abb. 4 ist die vektorielle
Wiedergabe der drei Kräfte, die unter sich Winkel von 120° bilden, da die durch die Kanäle^,BundC
gleichgerichteten Spannungen den drei Ablenksystemen A1-A2, B1-B2 und C1-C2 aufgedrückt sind,
welche unter 1200 an der Kathodenstrahlröhre angebracht
sind. Die Augenblickswerte x, y und ζ sind für den Zeitpunkt tx eingezeichnet.
Die Resultierende O'R der drei Kräfte ist in diesem Falle der i20°'-Winkel leicht zu bestimmen.
Bei Auflösung von χ ζ. B. nach den beiden anderen Richtungen ist dann das Dreieck gleichseitig: '
X β Xc X,
und die drei Kräfte können zurückgeführt werden auf zwei Kräfte
y—χ und ζ—χ,
deren Zusammensetzung ergibt O7R* = (y — χ)* + (z — xf— (y — x) (z — x)
= x2 + y2 + z2 — xy — yz — ζ χ.
Diese Resultierende ist ein Spezialfall der allgemeinen Formel, die erhalten wird, wenn man von
den Augenblickswerten x, y und ζ zu den Kräften /λ, fe und fc ausgeht.
f\t ρ 2 . Ii 1 ti t l1 ti 1 ± ir
u Λ ~ Ta "t" iß ~r ic — IaIb Jb ic — Jc Ia g.
= sin2eo<
+ sin2 (ωt —· <pAB) -\- siv?(cot — φΑ€)
— sin ω t sin (tat — φΑΒ) — sin (ω t — φΑΒ)
sin (cot — <PAC) — sincui sin (cot — <pAC).
Der Lichtfleck beschreibt also auf dem Schirm eine Kurve, deren Form von den Phasenabweichungen
cpAB und <pAC abhängt.
Diese Kurve ergibt sich aus der Drehung des Vektors O'R, dessen Amplitude periodisch variiert,
aber dessen Winkelgeschwindigkeit fest und gleich ω bleibt. Es handelt sich also um ein Drehfeld, wie
es in der Elektrotechnik wohl bekannt ist. Dieses Drehfeld ist elliptisch bis auf die drei zunächst zu
untersuchenden Sonderfälle.
Der erste Fall ist bereits untersucht worden. Es ist der, bei welchem zwischen den drei Kräften
keine Phasenabweichung besteht und wo sich M infolgedessen im Mittelpunkt des Dreiecks befindet.
O'R richtet sich daher auf einen Punkt in der Mitte des Schirms.
Der zweite Fall ist der, bei welchem zwei Sinuslinien in Phase sind und die dritte um i8o° abweicht.
Wenn beispielsweise
Ψαβ = <Pac = π
ergibt sich unter Berücksichtigung aller Vereinfachungen die Allgemeinformel
O'R = 2 sin ω ί .
Die Amplitude von O'R ist daher gleich dem Doppelten der Amplitude einer Sinuslinie. Anderer-
seits zeigt das Parallelogramm der Kräfte unverzüglich, daß O'R immer auf der Geraden fc bleibt.
Der Lichtfleck verschiebt sich daher auf dieser Geraden zwischen den Grenzen + 2 und — 2.
Der dritte Fall ist derjenige, bei welchem die drei Sinuslinien um i20° verschoben sind, beispielsweise:
2 π ,
Ψ α» = γ und Vac =
Ψ α» = γ und Vac =
2π 3
Die Allgemeinformel lautet also:
(2 Tt \ cot 1
"■5 /
+ sin2
— sin ω
2π
— sin ω t sin I ω t
2π\ .
si
3 /
sin I ω t
in J t
f)
r)
— sin ω t sin I ω t -\- -ao
\ 3
Unter Berücksichtigung aller Vereinfachungen reduziert sich diese Gleichung auf:
0'R= 1,5 sin cot.
Die Resultierende ist konstant gleich dem i,5fachen as der Amplitude einer Sinuslinie. Der Lichtfleck beschreibt
also einen Kreis mit diesem Radius.
Außerhalb dieser drei Sonderfälle ist die Bewegung von O'R elliptisch, wie es die Berechnung
und die Erfahrung erweisen. Das läßt sich übrigens auch durch die darstellende Geometrie erklären,
aus der hervorgeht, daß die Projektion eines sich um einen seiner Durchmesser drehenden Kreises
auf eine feste Ebene folgende Darstellung ergibt: einen Kreis, wenn die beiden Ebenen parallel sind;
eine Gerade, wenn die beiden Ebenen senkrecht zueinander stehen; eine Ellipse, wenn die beiden
Ebenen einen anderen Winkel miteinander bilden. Die Berechnung läßt außerdem den Beweis zu,
daß die große Achse dieser Ellipse die Richtung OM des Fahrzeuges M gegenüber dem Mittelpunkte des
Dreiecks A, B und C angibt oder, genauer diese Richtung, wie sie nach der Verzerrung auf dem
Schirm bei O'M' erscheint. Diese Verzerrung ist eine doppelte in dem Sinne, daß die Länge O'M'
nicht proportional ist OM einerseits und daß der Winkel zwischen 0'Ai' und irgendeiner Bezugsacbse
nicht identisch ist mit dem Winkel zwischen OM und der entsprechenden Bezugsachse andererseits.
Es ist indessen möglich, durch Berechnung die Position von M' für jeden gewählten Punkt M
zu bestimmen, d. h. auf dem Schirm die verzerrte Karte entsprechend der wirklichen geographischen
Karte aufzuzeichnen. Dazu genügt es, die beiden Fehler, deren Ursache man kennt, zu berechnen.
Sie liegt in der Existenz vpn Winkeln zwischen a, b und c, die keine I2ö°-Winkel bilden, gemäß welchen
die Kräfte fA, fB und fc zur Wirkung kommen.
Die Berechnung ist jedenfalls äußerst langwierig und kann in vorteilhafter Weise durch das graphische
und selbsttätige Verfahren ersetzt werden, wie es Teil einer Ausführungsform dieser Erfindung
bildet. Dieses Verfahren wird weiter unten erläutert werden.
Zunächst ist es notwendig, hervorzuheben, daß zwischen der Lage von O'M' und der Resultierenden
der drei Kräfte fA, fB, fc eine Beziehung besteht,
die sich nützlich dazu verwenden läßt, um den Punkt M' von anderen Punkten der Ellipse zu
unterscheiden.
Man bestimmt einfach die rein algebraische Resultierende der drei Kräfte fA, fß und fc, d. h.
nicht in ihrer Anwendung auf die Ablenksysteme s = fA + fB + fc = sin ω t + sin (ω t — φΑΒ)
+ sin (a>t — <pAC).
Diese Resultierende ist eine Sinuslinie gleicher Frequenz wie ihre drei Komponenten und stellt
diesen gegenüber Phasenabweichungen dar, die Funktion von <pAß und cpAc sind, wie in Abb. 3 dargestellt.
Diese Sinuslinie läuft durch o, d. h. wenn sin ωί + sin (cot—φ ab) ~^~ sm (ω^—ψ ac) = °>
d. h. wenn
sin φ -\- sin ψ
tg ω t = ■ — ■ —
.
ι + cos φ.„ -f- cosa>._
AtS
* A\j
$■
Andererseits kann man die Maxima von O'R, d. h. O'M', ermitteln, indem man die allgemeine
Gleichung, welche O'R liefert, differentiiert. Das Ergebnis dieser Berechnung zeigt, daß diese
Maxima für Werte von a>t erreicht werden, die nicht sehr verschieden von denjenigen sind, bei
welchen die Resultierende s Null wird. Die Differenz zwischen diesen Winkeln hängt von der Position
von M ab, ist aber genügend gering, so daß unter Berücksichtigung der Form der Ellipse und
des Durchmessers des Lichtfleckes O'R in dem Augenblick, wo s = ο ist, sich in der Nähe seines
Maximums O'M' befindet.
Das Vorstehende trifft aber nur insoweit zu, als die Phasenabweichung zwischen den beiden äußersten
Kurven nicht 900 überschreitet. Wenn sie größer ist, wird die vorgeschilderte Winkeldifferenz
ausreichen, daß J durch ο geht in einem Augenblick, wo O'R sehr verschieden von O'M'
ist, und zwar immer infolge der abgeflachten Form der Ellipse. Das stellt zwar keinen nichtbehebbaren Fehler dar, hat aber eine überflüssige Verzerrung
der Karte zur Folge und vermehrt unnötigerweise die Ungenauigkeit des Systems, wobei
eine leichte zufällige Phasenabweichung dann einer großen Ablenkung des Lichtfleckes auf dem Schirm
entspricht.
Da die Wahl von Phasenabweichungen, welche immer beträchtlich unterhalb von 900 sein würden,
die Genauigkeit der Peilung ebenso herabsetzen würde, wird ersichtlich, daß ein Interesse daran
besteht, die Einrichtung so zu treffen, daß wenigstens im Innern des Dreiecks jede Phasenabweichung eine Grenze von der Ordnung 900 erreicht.
Diese Bedingung wird sehr einfach erfüllt, iao
indem fM = -——— gewählt ντίτΛ und daraus die
bereits erwähnten Zahlen
f/a = 3°° Hz für I = 250 km.
Wohlverstanden, würden sie ganz unterschied- 1*5
lieh sein, wenn die in Betracht kommende Gegend
es auch wäre. Unter der Annahme, daß diese Gegend der Nordatlantik wäre, würde man
/ = 3000 km und fM = 25 Hz haben können. Umgekehrt
würde man für eine Peilung großer Genauigkeit beispielsweise /=iokm und fM =7500 Hz
haben können.
All das zeigt auf, daß es einfache praktische Überlegungen sind, welche die Beziehungen zwischen
fu und / sowie die Wahl von / bestimmen.
Wie dem auch sei, ist es die Beziehung zwischen s und O'M', die dazu benutzt wird, um den Fleck
leuchtender zu machen in dem Augenblick, in welchem j durch ο geht und in welchem er infolgedessen sich nahe bei M' befindet. Es genügt dann,
die allgemeine Leuchtkraft der Kathodenstrahlröhre nach einem der gebräuchlichen Verfahren zu
regeln, um außerhalb dieses stärker leuchtenden Punktes die ganze Ellipse zum Verschwinden zu
bringen. So entspricht schließlich einem Punkte M ao im Räume ein und nur ein Punkt auf dem Schirm,
der M' benachbart ist.
Die Tatsache, daß dieser Punkt nicht genau bei M' erscheint, bringt zwar einen Fehler, doch bildet
dieser kein Hindernis für das genaue Arbeiten des as Gerätes. Dieser Fehler wird automatisch zur gleichen
Zeit bei der Zeichnung der Karte auf dem Schirm korrigiert, wie die obenerwähnten beiden
anderen.
Eine andere Schwierigkeit leitet sich her von dem doppelten Durchlauf der Resultierenden J
durch ο im Verlaufe eines Zyklus. Der eine entspricht einem O'M' benachbarten Vektor und der
andere einem symmetrischen Vektor. Diese Schwierigkeit kann auf andere bekannte Arten abgewendet
werden, indem nur ein Durchlauf durch ο auf Zwei erfolgt. Im Falle, daß die Wahl irrtümlicherweise
auf die Durchläufe gefallen sein sollte, welche dem Symmetriepunkt des gesuchten Punktes entsprechen,
würde dieser zusätzliche Fehler unverzüglich bei der Festlegung der Karte auf dem Schirm in Erscheinung
treten und durch einfache Phasenumkehrung behoben werden können.
Eines der Verfahren, welche die Auswahl des
Nulldurchganges gestatten, sei im folgenden unter Bezugnahme auf Abb. 5 beispielsweise beschrieben.
Die Abb. 5 gibt ein Schema wieder, welches für die ganze Empfangseinrichtung verwendbar ist und
den drei Empfangskanälen A, B und C folgt, an deren Ausgang sich die drei phasenverschobenen
Modulationswellen befinden.
Dort erscheinen diese drei Wellen in Form von drei Spannungen an den Sekundärklemmen der drei
Transformatoren T^, T8 und Tc, deren Primärseiten
in die Anodenkreise der Endröhren VA, V8
und Fc.der drei Empfangskanäle eingeschaltet sind.
Jede Sekundärseite ist mit einer Klemme an Masse geschaltet, während die andere Klemme mit den
entsprechenden Ablenkspulen, beispielsweise^j-^ig,
verbunden ist, und der Kreis sich über Masse schließt, mit welcher auch die zweite Klemme des
Spulenpaares verbunden ist. Wie weiter oben auseinandergesetzt, sind die drei Spulenpaare A1-A2,
B1-B2 und C1-C2 unter 12001 zueinander versetzt
auf dem Halse des Kathodenstrahlrohres T befestigt. Jede Sekundäiseite weist außerdem zwei
Widerstände R' und R im Nebenschluß auf, deren zweiter den drei Kreisen gemeinsam ist. An den
Klemmen von R tritt so eine Spannung auf, die der algebraischen Resultierenden der drei Sekundärspannungen
proportional ist.
Diese Spannung wird zwischen Gitter und Kathode CmCrROtIrCF1 aufgedrückt, die über ein R-C-Glied
mit einer zweiten ebenso geschalteten Röhre V2 gekoppelt ist. Dieser Röhre folgt eine dritte
Röhre V3, in deren Anodenkreis eine Induktivität L
eingeschaltet ist. Schließlich wird eine Spannung an den Klemmen von R0 erzeugt und der Kbntrollelektrode
der Kathodenstrahlröhre aufgedrückt.
Diese Spannung hat einen von der Sinusspannung an den Klemmen von 7? vollständig verschiedenen
Verlauf. Tatsächlich haben die drei Zwischenstufen den Hilfszweck der Verstärkung und als
Hauptzweck die Form der Welle zu verbessern, um die Nulldurchgänge klarer zu gestalten und zwei
aufeinander folgende Durchläufe so zu differenzieren,
daß nur einer auf zwei erfolgt. Die geschickte Auswahl der Elemente der Stromkreise und der
Arbeitspunkte der drei Röhren ermöglicht es auf leichte Weise (von einer sinusförmigen Welle ausgehend),
zuerst eine Welle mit scharfem Anstieg von fast rechteckiger Form und dann zwei Impulse
im ungekehrten Sinne in Rq zu erhalten. Es ist in der Funktechnik bekannt, daß die bei diesem Ausführungsbeispiel
angewendeten Kreise ein rechteckiges Signal in zwei Signale umgekehrten Sinnes verwandeln, deren Spitzenwerte in denjenigen
Augenblicken erreicht werden, zu welchen die Fronten der rechteckigen Welle erscheinen.
So wird schließlich die resultierende Spannung, welche bei R in Sinusform erschien, an den Klemmen
von RG in eine Spannung verwandelt, welche einen Maximalwert in dem Moment erreicht, wo
s = o ist, sich dann vermindert und einen Halbzyklus später ein Minimum erreicht, wobei dieses
Phänomen sich dann mit gleicher Periodizität wiederholt. Der von der Kathode der Röhre T
emittierte Elektronenfluß hat sein Maximum zur gleichen' Zeit wie diese Spannung, und es genügt,
die allgemeine Leuchtkraft des Bildes mit Hilfe des Potentiometers P zu regeln, das auf Abb. 5 an- no
gegeben ist, damit allein diese positive Spannungsspitze einen ausreichenden Aufprall von Elektronen
auf dem Schirm erzeugt, um dort einen Punkt hervorzurufen. Dieser Punkt erscheint nur alle zwei
Durchläufe, wenn s = o ist, und er ist M' aus den
oben geschilderten Gründen benachbart. Wenn das Aufleuchten im Symmetriepunkt zu diesem Punkte
mit Bezug auf die Schirmmitte erfolgen sollte, würde es genügen, eine zusätzliche Phasenabweichung
von i8o° zu erzeugen, um das richtige Arbeiten des Gerätes wieder herbeizuführen, wie
bereits oben gesagt.
Die Kathodenstrahlröhre kann natürlich auch mit verschiedenen Hilfsanoden zur Beschleunigung und
zur Konzentrierung des Lichtflecks ausgerüstet werden, die auf Abb. 5 der größtmöglichen Verein-
fachung wegen nicht besonders dargestellt sind, aber hinzugefügt werden können, ohne daß dadurch
der Erfindungsbereich verlassen werden würde.
Es bleibt noch ein Ausführungsbeispiel für das elektromechanische Verfahren zur Aufzeichnung der
verzerrten Karte auf dem Schirm zu beschreiben. Dieses Verfahren korrigiert automatisch die obenerwähnten
Fehler und hat außerdem den Vorteil, viel schneller, aber nicht ungenauer zu sein als
ίο das mathematische Verfahren.
Dieses Verfahren besteht darin, den Sekundärseiten der Transformatoren TA, Tg und Tq der
Abb. 5 drei außer Phase befindliche Spannungen zuzuführen, die genau der Position von M entsprechen,
aber nicht auf funkelektrischem Wege, sondern durch ein von Hand gesteuertes elektromechanisches
System gewonnen sind. Dieses System besteht, wie aus Abb. 6 hervorgeht, aus einer Landkarte
von genügend großem Maßstabe (beispielsweise ι :50000ο). Auf dieser Karte sind insbesondere
die Ecken A, B1 C des gleichseitigen
Dreiecks eingezeichnet, an welchen die Sender angeordnet sind. Ferner besteht es aus drei gleichen
elektrischen Vorrichtungen, deren jede von drei Statorwicklungen gebildet wird, die unter sich
Winkel von 1200 bilden, und einer Rotorwicklung,
welche zu zwei Kollektorringen führt. Jede Statorwicklung ist mit einer Phase eines Dreiphasennetzes
zwecks Erzeugung eines Drehfeldes verbunden. Dieses ruft an den Klemmen des Rotors eine
Spannung hervor, deren Phase eine Funktion der Stellung des Rotors ist. Diese Spannung wird
einem der drei obenerwähnten Transformatoren aufgedrückt.
Außerdem besteht das System aus drei identischen Zugvorrichtungen für die Rotoren, die derart
wirken, daß die Phasen der drei Rotorspannungen unter sich Winkel bilden, die denjenigen der wirklichen
Phasenabweichungen der Modulationswellen im Punkte M gleich sind. Zu diesem Zwecke ist
jeder Rotor 10 durch eine geeignete Untersetzung mit einem Rillenrade 11 fest verbunden, welches
vor der Karte 12 und parallel zu ihr liegt. Die Drehung des Rades wird von einem Draht 13 gesteuert,
dessen eines Ende mit einem Gegengewicht 14 (oder einer anderen Spannvorrichtung)
verbunden ist, während das entgegengesetzte Ende zu einem Punkte A' führt, der allen drei Drähten 13
gemeinsam ist und sich auf der Karte befindet.
Jeder Faden 13 wird von einem Rollenpaar 15 derart
geführt, daß der Berührungspunkt zwischen diesen Rollen und dem Draht 13 je einer der Ecken
des gleichseitigen Dreiecks A, B, C entspricht. Dieses elektromechanische System ermöglicht die Erreichung
des gesteckten Zieles mittels zweier vorhergehender Regelungen.
Die erste hat den Zweck, die Verschiebung der drei Rotoren 10 an die angenommene Modulationsfrequenz derart anzupassen, daß die Winkelver-
Schiebungen den Phasenabweichungen im Räume, die, wie oben bereits auseinandergesetzt, Funktion
der Modulationswellenlänge sind, gleich sind. Diese Regelung ist äußerst einfach, insbesondere wenn
man f.. = wählt. In diesem Fall ent-
spricht jede der drei Längen / einer Phasenabweichung von 900, d. h. 1Z4 Umdrehung des Rotors.
Es genügt daher, die Abmessungen des Zugsystems und der Übersetzung so einzurichten, daß es auch
so ist, wenn der Punkt K von A nach B oder von B nach C oder von C nach A auf der Karte
wandert.
Die zweite Regelung hat den Zweck, die korrekte Zentrierung des Systems sicherzustellen oder, mit
anderen Worten, die drei Rotoren 10 in die gleiche Winkelposition zu bringen, wenn der Punkt K sich
genau im Mittelpunkte des gleichseitigen Dreiecks befindet. Diese Regelung ist ebenso einfach wie die
vorhergehende. Wenn der Punkt K auf diesen Mittelpunkt geführt wird, werden die Rotoren von
Hand gelöst, bis der Lichtpunkt auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre sich im 'Mittelpunkte derselben
befindet, wobei der gesamte Empfänger nach Abb. 5 auf die beschriebene Weise arbeitet (bis auf
die Tatsache, daß die phasenverschiedenen Spannungen durch das elektromechanische System anstatt
auf funkelektrischem Wege erzeugt sind).
Wenn diese Regelungen einmal vorgenommen sind, erfolgt der Entwurf der Karte auf dem Schirm
automatisch: Jedem Punkte K entspricht ein einziger Lichtpunkt auf dem Schirm, soweit die Lichtstärke
entsprechend eingeregelt worden ist. Es verbleibt dann nur noch eine einzige Fehlerquelle,
nämlich das Aufleuchten des zu dem passenden Punkte gehörigen Symmetriepunktes. Dieser Fehler
würde unverzüglich in Erscheinung treten, wenn man die Position von K auf der Karte mit derjenigen
von R auf dem Schirm vergleicht, und kann durch eine Phasenumkehrung, wie schon erwähnt,
behoben werden.
Alle anderen Ursachen systematischer Fehler äußern sich durch die Verzerrung der Karte. Diese
wird auf dem Schirm Punkt für Punkt gezeichnet, indem man beispielsweise den Punkt K dem Umriß
16 der in Betracht kommenden'Gegend folgen
läßt und außerdem die Städte und die bedeutenden Plätze einfügt. Bei gleichen anderen Bestandteilen
wird die Genauigkeit um so größer, je größer die Schirmfläche ist.
Aus vorstehendem ergibt sich, daß der Entwurf der Karte auf dem Schirm nur für die gewählte
Modulationsfrequenz Gültigkeit hat. Das ist angesichts der Dauerhaftigkeit der Installationen kein
Nachteil, und es würde genügen, eine neue Karte aufzuzeichnen, wenn fM ein anderer Wert gegeben 1X5
werden müßte.
Wenn das Fahrzeug ein Flugzeug ist, könnte man dem elektromechanischen Verfahren nachsagen,
es vernachlässige einen durch die Flughöhe verursachten zusätzlichen Fehler. Dieser Fehler ist lao
jedenfalls gering, außer wenn die Flughöhe gegenüber einer Dreiecksseite nicht vernachlässigbar ist.
Wenn es sich also um genauere Messungen handelt, kann die Schwierigkeit in diesem Fall dadurch
überwunden werden, daß eine Flughöhe vor- "5
geschrieben wird, bei welcher die Ortung zu er-
folgen hat und für welche die Karte auf dem Schirm vorbestimmt ist. Das läßt sich beispielsweise
dadurch verwirklichen, daß der Punkt K des elektromechanischen Systems um eine der Differenz
zwischen der vorgeschriebenen Flughöhe und derjenigen der Sender (im Maßstab) entsprechende
Entfernung verschoben wird.
Bisher wurde angenommen, daß das Fahrzeug M sich im Innern des Dreiecks A, B, C befinde. Wenn
ίο man den Fall prüft, bei welchem es das Dreieck
verläßt, stellt man fest, sei es durch Rechnung, sei es durch das erwähnte elektromechanische Verfahren,
daß der Leuchtfleck des Schirms kaum mehr als die Richtung des Fahrzeuges mit Bezug auf den
Mittelpunkt angibt, wobei die Verschiebung des Flecks aufhört, der Entfernung zum Mittelpunkte
proportional zu sein.
Um nicht in zu lange Berechnungen einzutreten, werde die Erklärung für diese Tatsache an Hand
»ο eines Sonderfalles gegeben, bei welchem der Punkt M sich auf einer Mittellinie des gleichseitigen
Dreiecks A, B, C befindet, beispielsweise der von A ausgehenden. Unter Anwendung der
allgemeinen Formel auf diesen einfachen Fall, wo φΑΒ = tpAc = φ, ergibt sich O'R2 = sin2eoi
+ sin2 (cot — φ) — 2 sin ω t sin (<ot — φ), daraus O1R
φ ( φ\
= sin co £— sin (co<
— 9p) = 2 sin— cos I cot — — J.
O' R durchläuft seine Grenzwerte in derselben Folge
wie vorher, und sein Maximum ist = 2 sin —, d. h.
= 2 sin π, in Anbetracht der oben gegebenen
Definitionen. Dieses Maximum, in der Nähe dessen das Aufleuchten des Schirms erfolgt, ist also
selbst zwischen den Grenzen ο und 2 variabel.
Es ist o, wenn
Es ist o, wenn
a — b
♦° = η mit η = ο, ι, 2, 3, ...
♦° = η mit η = ο, ι, 2, 3, ...
Der erste Nullwert wird erhalten, wenn η = ο
oder ο = b = c: Man findet die schon geprüften Mittelpunkte des Dreiecks und des Schirms wieder.
Das Maximum von O'R wächst dann bis zu
seinem Grenzwert 2, der für
Man findet
dann den schon untersuchten Fall der beiden um i8o° gegenüber der dritten phasenverschobenen
Sinuslinien. Dieser Punkt entspricht indessen in gewissen Fällen keiner physikalischen Realität, und
insbesondere, wenn die Beziehung m = 4 / existiert,
genügt es, aus einfachen geometrischen und mathematischen Betrachtungen festzustellen, daß dieser
Punkt dann ins Unendliche verlegt ist. Die Berechnungen zeigen außerdem, daß die Erhöhung
des Maximums auf dem Schirm nur sichtbar bleibt, soweit das Fahrzeug M den umschriebenen Kreis
des Dreiecks nicht verläßt. Dieses Maximum hat in der Tat folgenden annähernden Wert:
0,55, wenn b = c~ — (Af befindet sich in der
Mitte der Seite),
0,86, wenn b = c = γ\τ=-~~ {Μ befindet sich auf dem
umschriebenen Kreise), 1,05, wenn & = c = / (M befindet sich schon
stark außerhalb des umschriebenen Kreises).
Wenn man von dem Sonderfall, in welchem M sich auf einer Mittellinie befindet, absieht, um auf
den Allgemeinfall irgendeines außerhalb des Dreiecks befindlichen Punktes überzugehen, zeigen Erfahrung
und Berechnung, daß man zum selben Schlüsse kommt. Der Leuchtpunkt entfernt sich
nur schwach von der Seite des Dreiecks, selbst wenn das Fahrzeug sehr weit davon entfernt ist,
doch fährt der Punkt fort, die Richtung von M gegenüber dem Mittelpunkte anzuzeigen.
Das bedeutet nichts für den Wert der Erfindung, obwohl die Schirmanzeige keine Peilung bzw.
Ortung mehr darstellt, doch sie bleibt nichtsdestoweniger ausreichend, um den Benutzer zu jedem
ausgewählten Punkte innerhalb des Dreiecks zu führen. Letzteres kann aber auch an ein anderes
angegliedert sein, so daß ein Netz von Dreiecken gebildet wird, welches sich über eine weiter ausgedehnte
Zone erstreckt. In diesem Fall würden die Emissionen mit verschiedenen Wellenlängen für
jedes Dreieck erfolgen, um Interferenzen zu vermeiden. Die drei Empfangskanäle würden durch
ein geeignetes Steuerorgan auf die drei gleichzurichtenden Emissionen abzustimmen sein, und der
Schirm müßte mit beweglichen Karten versehen werden, von denen jede einem Dreieck entspricht.
Claims (7)
- PATENTANSPRÜCHE:i. Funkpeilgerät für die selbsttätige und augenblickliche Standortbestimmung, vornehmlieh an Bord von Fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß an den Ecken eines die vom Fahrzeug befahrene Gegend umschließenden Dreiecks (A, B, C) drei Funksender aufgestellt sind, welche Wellen verschiedener Trägerfrequenz und Modulationssignale gleicher Amplitude, Phase und Frequenz aussenden, während sich an Bord des Fahrzeuges drei auf die entsprechenden drei Trägerfrequenzen abgestimmte Empfangskanäle befinden, die durch no Gleichrichtung die drei Modulationswellen abgeben, welche Phasenabweichungen darbieten, die den das Fahrzeug von den drei Sendern trennenden Entfernungen proportional sind und einer Kathodenstrahlröhre in Form von drei Ablenkspannungen gleicher Amplitude aufgedrückt werden, so daß der Leuchtfleck des Elektronenstrahls die augenblickliche geographische Position des Fahrzeuges auf einer vorher auf den Schirm der Kathodenstrahlröhre aufgezeichneten Landkarte anzeigt.
- 2. Funkpeilgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodenstrahlröhre mit drei auf ihrem Halse im Winkel von 1200 zueinander angebrachten, elektromagnetischen iss oder elektrostatischen Ablenksystemen versehenist, deren jedes im ersten Fall aus einem Paar an der Außenseite der Röhre befestigter, diametral gegenüberliegender Spulen (A1-A.,; B1-B2; C1-C2) und im zweiten Fall aus einem Paar im Innern der Röhre befestigter, ebenfalls diametral gegenüberliegender Platten besteht.
- 3. Funkpeilgerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die drei den drei Ablenksystemen der Kathodenstrahlröhre aufgedrückten Ablenkspannungen in der Weise wirken, daß der Elektronenstrahl der Röhre eine Ablenkung erfährt, welche von den Entfernungen zwischen dem Fahrzeug und den drei Sendern abhängt, wobei der Leuchtfleck mit einer der Modulationsfrequenz proportionalen Winkelgeschwindigkeit eine mindestens eine Symmetrieachse aufweisende Kurve beschreibt, deren Position mit dem geographischen Standort des Fahrzeuges im betrachteten Augenblick in Beziehung steht.
- 4. Funkpeilgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Erzielung eines bevorzugt leuchtenden Punktes auf der vom Leuchtfleck beschriebenen Spur dem Steuergitter der Kathodenstrahlröhre eine Spannung mit steilem Anstieg aufgedrückt wird, die von der algebraischen Resultierenden der drei Ablenkspannungen l>estimmt wird und abwechselnd Maxima und Minima in denjenigen Momenten aufweist, in welchen diese Resultierende Null ist, so daß, da diese Momente immer in die Nähe derjenigen verlegt werden können, bei welchen die vom Leuchtfieck gezeichnete Figur ihre Symmetrieachse durchläuft, auf dem Schirm nur ein dieser Achse benachbarter Punkt jedesmal erscheint, wenn die Gitterspannung ihr Maximum durchläuft, wobei die allgemeine Leuchtintensität richtig geregelt wird.
- 5. Funkpeilgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgängig auf den Schirm der Kathodenstrahlröhre gezeichnete Karte, auf welcher der Lichtpunkt die augenblickliche geographische Position des Fahrzeuges anzeigt, unter Berücksichtigung der systematischen Verzerrungen entworfen ist, welche durch die Gesamtheit der Einzelvorrichtungen hervorgerufen werden, und die, sei es durch Berechnung, sei es durch ein graphisches Verfahren, mit Genauigkeit vorher bestimmt werden.
- 6. Funkpeilgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das graphische Verfahren zum Entwerfen der Karte auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre des Empfangsgerätes darin besteht, daß örtlich drei phasenverschobene Ablenkspannungen geschaffen werden, welche der Position des Fahrzeuges genau folgen, und zwar mittels eines von Hand gesteuerten elektromechanischen Systems, wobei diese Spannungen den Klemmen offener Rotorkreise von drei Elektromotoren entnommen werden, deren jeder als Stator drei um 1200 versetzte Wicklungen trägt, die von einer Dreiphasenspannung von der Modulationsfrequenz gleicher Frequenz gespeist werden, wobei jeder Motor eine Spannung liefert, deren Phase von der Stellung des Rotors gegenüber dem vom Stator erzeugten Drehfelde abhängt, welche Stellung von Hand durch einen Draht od. dgl. gesteuert wird, der über eine geeignete Übersetzung und einen festen Punkt läuft, welcher dem geographischen Orte einer der drei Ecken des gleichseitigen Dreiecks entspricht, innerhalb dessen die betrachtete Gegend umschrieben ist, und' welcher geographische Ort vorzugsweise auf einer Karte großen Maßstabes aufgezeichnet ist; daß ferner die drei Drähte, deren jeder die Stellung eines der erwähnten Rotoren steuert, in einem gemeinsamen Punkte zusammenlaufen, dessen Stellung von Hand derart veränderbar ist, daß eine Verschiebung an den Klemmen der Rotoren drei Spannungen erzeugt, deren Phasenabweichungen denjenigen, welche das Fahrzeug auf dem Funkwege feststellt, identisch sind, wenn es sich auf dem entsprechenden Punkt des Raumes befindet, und diese drei an den Rotorklemmen erscheinenden Spannungen den Ablenkungssystemen der Kathodenstrahlröhre aufgedrückt werden, die dann derart arbeitet, daß jedem Punkte der Karte ein Leuchtfleck auf dem Schirm der Röhre entspricht, auf welchem die Karte so Punkt für Punkt mit einer Verzerrung gezeichnet werden kann, welche die systematischen Fehler der Vorrichtungen automatisch kompensiert.
- 7. Ausführungsform eines Funkpeilgerätes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Funksender synchronisierte Impulse aussenden, welche von dem Fahrzeug nach Ablauf derjenigen Zeiten, welche den das Fahrzeug von den Sendern trennenden Entfernungen proportional sind, empfangen werden, und daß die Impulse mit der gleichen Zeitverzögerung das Aufdrücken der drei Ablenkspannungen auf die Ablenksysteme der Empfängerkathodenstrahlröhre steuern, wobei diese Spannungen von einem oder mehreren Generatoren erzeugt werden, die einen Teil des Empfangsgerätes bilden.Hierzu 2 Blatt Zeichnungenθ 5444 10.52
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ID=3892800
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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1951
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- 1951-02-11 DE DES21829A patent/DE854812C/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
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BE493832A (de) | |
FR1046563A (fr) | 1953-12-08 |
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