DE859637C - Verfahren zur Bestimmung des Azimutwinkels eines Empfaengers mit Bezug auf einen Drehfeldsender - Google Patents
Verfahren zur Bestimmung des Azimutwinkels eines Empfaengers mit Bezug auf einen DrehfeldsenderInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung des Azimutwinkels, den am Ort eines
Empfängers die Richtung zu einem Drehfeldsender mit einer Orientierungsrichtung einschließt.
Es ist bekannt, zum Zweck der Azimutbestimmung an Bord eines Fahrzeuges zwei Hochfrequenzfelder zu
benutzen, die derart ausgesandt werden, daß die Phase der nach Gleichrichtung des einen Feldes erhaltenen
Schwingung richtungsunabhängig ist und die Phase der nach Gleichrichtung des anderen Feldes erhaltenen
Schwingung richtungsabhängig ist, während ferner die beiden Schwingungen in einer bestimmten Richtung
(Orientierungsrichtung) die gleiche Phase besitzen. Der Phasenwinkel zwischen den beiden nach Gleichrichtung
erhaltenen Schwingungen entspricht dabei dem Azimut.
Das erwähnte bekannte Verfahren hat den Mangel, daß die Azimutbestimmung nur ungenau ist, da die
genaue Messung von Phasenwinkeln Schwierigkeiten bereitet.
Die Erfindung bezweckt, dem erwähnten Nachteil beizukommen und ein Verfahren zu schaffen zur Bestimmung
einer in einer bestimmten Ebene liegenden Richtung mittels des Winkels ß, den die zu bestimmende
Richtung mit einer in dieser Ebene liegenden Orientierungsrichtung bildet, bei dem eine sehr große
Genauigkeit erreicht werden kann.
Gemäß der Erfindung werden zwei gleichartige Drehfelder mit verschiedenen, in einem ganzzahligen
Verhältnis n stehenden Umlaufgeschwindigkeiten (ω und nco) ausgesandt, und empfangsseitig werden die
den beiden Drehfeldern entsprechenden Drehfeld-
modulationsschwingungen mit verschiedenen, in einem ganzzahligen Verhältnis stehenden Frequenzen ihrer
Frequenz nach getrennt und einer zur Messung der gegenseitigen Phasenlage dieser Schwingungen
dienenden Phasenmeßeinrichtung zugeführt.
Aus den beiden Schwingungen wird vorzugsweise eine Meßgröße abgeleitet, die durch (n ± i)ß bestimmt wird.
Ein besonderer Vorteil, der mit dem Verfahren gemäß der Erfindung erhalten werden kann, besteht
ίο darin, daß die beiden Schwingungen ω und ηω auf der
gleichen Trägerschwingung moduliert ausgesandt werden können.
Eine nähere Erläuterung folgt an Hand der Zeichnung.
In Fig. ι ist schematisch eine Ausführungsform einer
Bakensendervorrichtung dargestellt, die sich zur Anwendung eines \rerfahrens gemäß der Erfindung eignet.
Bei dieser Bakensendervorrichtung werden die von einem Hochfrequenzoszillator 1 erzeugten Schwingungen,
gegebenenfalls über einen Frequenzvervielfacher 2 und einen Hochfrequenzverstärker 3, einer Endverstärkungsstufe
4 und zwei Gegentaktmodulatoren 5 und 6 zugeführt. Die Hochfrequenzschwingungen werden in diesen beiden Modulatoren durch zwei in
harmonischem Zusammenhang stehende Schwingungen ω und ηώ mit Trägerwellenunterdrückung moduliert.
Die modulierende Schwingung mit der Frequenz ω wird mittels eines Oszillators 7 erzeugt und
einerseits über einen Verstärker 8 dem Modulator 5 und andererseits über eine phasenverschiebende Vorrichtung
9, die eine Phasenverschiebung von 900 herbeiführt, und einen Verstärker 10 dem Gegentaktmodulator
6 zugeführt. Die modulierende Schwingung mit der Frequenz ηω wird mittels eines Frequenzvervielfachers
11 aus den vom Oszillator 7 erzeugten Schwingungen abgeleitet und einerseits über den
Niederfrequenzverstärker 10 dem Modulator 6, andererseits über eine phasenverschiebende Vorrichtung
12 und den Verstärker 8 dem Modulator 5 zugeführt. Die Bakenvorrichtung nach Fig. 1 weist ferner vier
senkrechte Dipolantennen 13, 14,15 und 16 auf, die in
den Winkelpunkten eines Vierecks angeordnet sind und senkrecht zur Zeichenebene stehen, während eine
Antenne 17 im Mittelpunkt des Vierecks angeordnet ist und parallel zu den übrigen Antennen verläuft.
Die im Ausgangskreis des Endverstärkers 4. auftretenden
Schwingungen werden der mittleren Antenne 17 zugeführt, während die in den Ausgangskreisen
der Modulatoren 5 und 6 auftretenden modulierten Schwingungen in Gegenphase den in den
Diagonalpunkten des Vierecks liegenden Antennen 13, 15 bzw. 14, 16 zugeführt werden.
Bei der beschriebenen Vorrichtung werden somit die in den Winkelpunkten des Vierecks angeordneten Antennen
derart gespeist, daß die Phasenverschiebung zwischen der Modulation der jedem Paar von benachbarten
Antennen zugeführten modulierten Schwingungen dem räumlichen Winkel von go° zwischen den
beiden Antennen gleich ist. Es wird infolgedessen ein von beiden Schwingungen ω und ηω moduliertes Hochfrequenzfeld
derart ausgestrahlt, daß die Phase der nach Gleichrichtung erhaltenen Schwingungen in einer
waagerechten Ebene richtungsabhängig ist.
Es kann mittels einer phasenverschiebenden Vorrichtung 18 erreicht werden, daß die beiden nach
Gleichrichtung erhaltenen Schwingungen ω und ηω in
einer bestimmten, in der genannten Ebene liegenden Richtung (Orientierungsrichtung) gleichzeitig durch
Null gehen.
In einer beliebigen Richtung, die mit der Orientierungsrichtung einen Winkel bildet, werden somit
nach Gleichrichtung zwei Schwingungen erhalten, von denen die eine sin (co t—ß) und die andere sin («eof—β)
proportional ist.
Aus diesen beiden Schwingungen läßt sich auf verschiedene Weise der zu bestimmende Winkel ableiten,
beispielsweise dadurch, daß die nach Gleichrichtung erhaltene Schwingung mit der niedrigsten Frequenz
«-mal in der Frequenz vervielfacht wird, wodurch eine Schwingung entsteht, die sin (ηωί—nß) proportional
ist. Durch Bestimmung des Phasenwinkels zwischen der in der Frequenz vervielfachten Schwingung und
der nach Gleichrichtung erhaltenen Schwingung mit der höchsten Frequenz, die sin (ηωί—β) proportional
ist, wird eine Meßgröße erhalten, die durch (n—ι) β
bestimmt wird, während beim bekanntet! Meßverfahren der Winkel β gemessen wurde.
Mit derselben Meßapparatur entsteht somit ein größerer Ausschlag.
Zwar kann man mit den bekannten Meßapparaturen bei der Messung von kleinen Winkeln ß, in einigen
Fällen bei Anwendung eines Verstärkers mit einem Verstärkungsfaktor η —ι dieselbe Anzeige erhalten,
aber es ist damit der Nachteil verbunden, daß der
Zeiger nach dem Durchlaufen des Winkels —^ über
das Skalenende ausschlägt, während bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung der Zeiger nach dem Durchlaufen
des Winkels -^- zwangsläufig zu dem Ausgangspunkt
zurückkehrt.
Um die Sektoren voneinander zu unterscheiden, die jedem vollen Zeigerumlauf entsprechen, kann für einen
oder mehrere dieser Sektoren ein bestimmtes Kennzeichen angewendet werden.
Ein Ausführungsbeispiel einer Empfangsvorrichtung, die sich zum Empfang von mittels der Vorrichtung
nach Fig. 1 ausgesandten Schwingungen eignet, ist in Fig. 2 dargestellt. Bei dieser Empfangsvorrichtung
werden die in einer Antenne 20 empfangenen modulierten Schwingungen einem Hochfrequenzverstärker
21 zugeführt, der mit einer Mischstufe 22, einem Zwischenfrequenzverstärker und einem Detektor
23 in Kaskade geschaltet ist. Im Ausgangskreis des Detektors entstehen zwei Schwingungen, von denen
die eine sin (co t — ß) und die andere sin (ηωί—β)
proportional ist. Um aus diesen beiden Schwingungen den Winkel β abzuleiten, wird bei der in Fig. 2
dargestellten Ausführungsform eine Kathodenstrahlröhre 24 mit zwei zueinander senkrechten Ablenkplattenpaaren
angewendet, denen die beiden empfangenen Schwingungen zugeführt werden. Die im Ausgangskreis
des Detektors 23 auftretenden Schwingungen mit der höchsten Frequenz (η ω) werden über ein
Filter 25 den Ablenkplatten 26, die Schwingungen mit der Frequenz ω über ein Filter 27 den waagerechten
Ablenkplatten 28 zugeführt. Auf dem Schirm der Kathodenstrahlröhre entsteht auf diese Weise eine
stillstehende Lissajousfigur, deren λ'-Achse sin (ω t—ß)
und deren Y-Achse sin (η ω t—ß) proportional ist. Ein
Beispiel einer solchen Lissajousfigur ist in Fig. 3 dargestellt; diese Figur entsteht in einer zu bestimmenden
Richtung, falls η = 8.
Der Schnittpunkt der Lissajouskurve mit der Y-Achse, der den Ausschlag der Schwingung mit der
Frequenz η · ω in dem Augenblick angibt, in dem die
Schwingung mit der Frequenz ω durch Null geht, ergibt eine Meßgröße, die sin (n — ι) β proportional
und somit ein Maß für den Winkel β ist, denn falls X=A sin (ω t — ß) =0, ist auch sin η (cot — ß) =0,
cos (ω t — ß) = 1 und cos η (ω t — β) = ι.
Es folgt daraus, daß Y = B · sin (η ω t — ß) = B ·
sin [(η ω t — η β) + {η — ι) β] = B - sin [n(cot—ß)] ·
cos [(μ — τ) β] +Β-cos η (ω t — β) ■ sin [(# — τ) β]
= Β. sin [(η —τ) β].
Wird die Apparatur derart eingestellt, daß B = 1,
so ist die Ordinate des Schnittpunktes der Lissajouskurve mit der Y-Achse gleich sin [(n — i) ß] und
somit ein direktes Maß für den Winkel (n — 1) ß.
In der Orientierungsrichtung, in der die beiden Schwingungen ω und η · ω gleichzeitig durch Null verlaufen,
ist sin (n — ι) β = ο und ist β = ο.
Für β = -^- ist der Maximumwert der Meßgröße
erreicht, worauf die Meßgröße bei zunehmendem β zu einem Minimumwert abnimmt und dann bei β = -^—^
wiederum den in der Orientierungsrichtung auftretenden Wert 0 erreicht, wodurch die Vorrichtung zwangsläufig
zu dem Ausgangspunkt zurückkehrt, was sich
jedesmal bei zunehmendem β nach β — —- wiederholt.
Wenn beim Verfahren gemäß der Erfindung ein hoher Faktor η angewendet wird, wird bereits bei der
Verstimmung von Richtungen, die einen kleinen Winkel β mit der Orientierungsrichtung einschließen,
ein befriedigender Ausschlag erhalten, so daß der Winkel β mit großer Genauigkeit bestimmt werden
kann.
Bei einer Empfangsvorrichtung gemäß der Erfindung wird vorzugsweise eine selbsttätige Amplitudenregelung
oder ein Begrenzer angewendet, um eine von der Amplitude der beiden Schwingungen ω und nco
unabhängige Anzeige zu erhalten.
Bei der oben beschriebenen Vorrichtung entstehen zwei Schwingungen mit in harmonischem Zusammenhang
stehenden Frequenzen, die sin (af — ß) bzw.
sin (η ω t — ß) proportional waren, da bei der in Fig. 1
beschriebenen Sendevorrichtung sowohl für die Schwingungen mit der Frequenz ω als auch für die
Schwingungen mit der Frequenz η ω die Antennen 13
bis 16 derart gespeist werden, daß der Strom in der Antenne 13 in bezug auf die Ströme in den anderen
Antennen voreilt. Wenn jedoch die phasenverschiebenden Vorrichtungen 9 und 12 derart angeordnet
sind, daß beispielsweise für die Frequenz ω der Strom in der Antenne 13 voreilt und für die Frequenz η ω
nacheilt in bezug auf die Ströme in den anderen Antennen, entstehen nach Gleichrichtung zwei Schwingungen,
die sin (cot — ß) bzw. sin (η ω t + ß) proportional
sind. Es kann in diesem Fall aus der gegenseitigen Lage der beiden Schwingungen eine Meßgröße
abgeleitet werden, die entweder durch (w + ι) β bestimmt
wird oder sin (n + 1} β proportional ist, da sin (n· co · t + ß) durch sin [n (cot — ß) + (n -+- 1) ß]
dargestellt werden kann.
Claims (6)
1. Verfahren zur Bestimmung des Azimutwinkeis ß, den am Ort eines Empfängers die Richtung
zu einem Drehfeldsender mit einer Orientierungsrichtung einschließt, durch empfangsseitige
Bestimmung der gegenseitigen Phasenlage zweier Schwingungen, dadurch gekennzeichnet,
daß zwei gleichartige Drehfelder mit verschiedenen, in einem ganzzahligen Verhältnis stehenden Umlaufgeschwindigkeiten
(ω und η ω) ausgesandt
werden und empfangsseitig die den beiden Drehfeldern entsprechenden Drehfeldmodulations- 8g
schwingungen mit verschiedenen, in einem ganzzahligen Verhältnis η stehenden Frequenzen ihrer
Frequenz nach getrennt werden und eine zur Messung der gegenseitigen Phasenlage dieser Schwingungen
dienende Phasenmeßeinrichtung steuern.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßgröße gebildet wird durch den Augenblickswert der Amplitude der Schwingung
mit der höchsten Frequenz (η ω) in dem Augenblick,
in dem die andere Schwingung (ω) durch Null geht.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Meßgröße, die gleich (n — ι) β
ist, aus den beiden Schwingungen abgeleitet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßgröße durch den Phasenwinkel
zwischen zwei Schwingungen gleicher Frequenz gebildet wird, von denen die eine durch die
Schwingung mit der höchsten Frequenz (η ω) gebildet
und die andere durch Frequenzvervielfachung der Schwingung mit der niedrigsten Frequenz
(ω) erhalten wird.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schwingungen
einer Trägerschwingung aufmoduliert in der durch die Orientierungsrichtung und die zu
bestimmende Richtung verlaufenden Ebene auftreten.
6. Empfänger zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, ge- 11g
kennzeichnet durch eine Kathodenstrahlröhre mit zwei Ablenkorganen, die eine Ablenkung des Bündels
in zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen bewirken und denen die empfangenen
Schwingungen zugeführt werden.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
I 5565 12.52
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1059981B (de) * | 1953-09-02 | 1959-06-25 | Telefunken Gmbh | System zur nachteffektfreien Funkeigenpeilung |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL93299C (de) * | 1951-10-29 | |||
DE1096434B (de) * | 1952-04-25 | 1961-01-05 | Int Standard Electric Corp | Anordnung zur Verringerung des durch Doppelwegausbreitung verursachten Peilfehlers bei Empfaengern fuer Drehfunkfeuer |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1815246A (en) * | 1929-06-29 | 1931-07-21 | Bell Telephone Labor Inc | Radio direction finder |
US1922677A (en) * | 1931-10-15 | 1933-08-15 | Bell Telephone Labor Inc | Radio direction finding system |
US2121024A (en) * | 1933-04-25 | 1938-06-21 | Diamond Harry | Radio transmitting and receiving system |
US2297395A (en) * | 1936-05-14 | 1942-09-29 | Erben Dietrich | Radio direction finding system |
NL62090C (de) * | 1938-06-22 | |||
US2252699A (en) * | 1938-07-30 | 1941-08-19 | Collins Radio Co | Azimuth radio beacon system |
NL137955B (de) * | 1938-09-30 | |||
US2377902A (en) * | 1941-10-07 | 1945-06-12 | Sperry Gyroscope Co Inc | Direction finder |
US2394157A (en) * | 1942-04-03 | 1946-02-05 | Standard Telephones Cables Ltd | Radio beacon |
US2422110A (en) * | 1942-09-30 | 1947-06-10 | Rca Corp | Omnidirectional radio range |
US2483557A (en) * | 1945-08-27 | 1949-10-04 | Decca Record Co Ltd | Radio beacon system |
-
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1944
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- 1946-09-06 GB GB26870/46A patent/GB642094A/en not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1059981B (de) * | 1953-09-02 | 1959-06-25 | Telefunken Gmbh | System zur nachteffektfreien Funkeigenpeilung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB642094A (en) | 1950-08-30 |
BE455855A (de) | |
US2530600A (en) | 1950-11-21 |
CH248845A (de) | 1947-05-31 |
FR903299A (fr) | 1945-09-28 |
NL63005C (de) |
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