DE869233C - Verfahren zur Erzeugung eines einseitig gerichteten Leitstrahles fuer die Funknavigation - Google Patents

Description

• Verfahren zur Erzeugung eines einseitig gerichteten Leitstrahles für die Funknavigation Bei Funknavigationsverfahren, die mit Leitstrahlen arbeiten, werden gerichtete Strahlungen verwendet, deren Strahlungsdiagramme zum Schnitt gebracht werden, und die Leitstrahlen werden durch den Gleichsignalwert der Feldstärke oder Modulations-Amplitude beider Diagramme an der Schnittstelle definiert. Die beiden Strahlungsdiagramme können dabei abwechselnd im Romplementärzeichenrhythmus getastet werden, oder sie können mit verschiedenen Tonfrequenzen moduliert werden.
• Allen diesen Verfahren, bei denen zwei sich überschneidende Richtdiagramme zur Erzeugung eines Leitstrahles verwendet werden, ist gemeinsam, daß die Leitstrahlen doppeldeutig sind, d. b. daß bei ßberschneidung zweier Diagramme stets zwei Leitstrahlen definierende Schnittlinien auftreten, die meistens I80" auseinanderliegen. Ein Fahrzeug, welches einem derartigen Leitstrahl folgt, weiß also ohne zusätzliche Mittel niemals, von welcher Seite es sich der Funkbake nähert.
• Es sind weiterhin Drehfunkfeuer bekannt, bei denen eine Richtstrahlung rotiert, insbesondere verwendet man für diesen Zweck eine Strahlung, die ein kardioidenförmiges Strahlungsdiagramm mit einer ausgeprägten Minimumstelle hat. Beim Durchgang des Minimums durch die Nordrichtung wird eine besondere Kennung ungerichtet ausgesandt und die Richtungsbestimmung wird so vorgenommen, daß am Standort mittels Stoppuhr die Zeit zwischen der Nordkennung und dem Durchlaufen des Minimums durch die Empfangsrichtung gemessen wird. Diese Richtungsbestimmungsverfahren sind zwar eindeutig, da teine Kardioide nur eine einzige ausgeprägte Minimumstelle hat. Für besondere Zwecke hat dieses Verfahren jedoch den Nachteil, daß im Peilstrahl, d. h. an der Minimumstelle, der Träger Null oder ein Minimum ist.
• Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Erzeugung eines einseitig gerichteten Leitstrahles, der durch einen Gleichsignalwert zweier sich überschneidender Richtdiagramme entsteht, insbesondere für Drehfunkfeuer. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei über 360" nur je ein ausgeprägtes Minimum aufweisende Richtstrahlungen so erzeugt werden, daß die Richtstrahldiagramme sich praktisch nur zwischen den Minimastellen beider Strahlungen einmal überschneiden und sich außer in der Nähe der Minimastellen praktisch decken.
• Die Erfindung sei an Hand der Zeichnung näher erläutert. Von einem oder zwei Richtantennensystemen werden zwei' einer Kardioide ähnliche Strahlungsdiagramme A und B erzeugt. Beide Diagramme sind in ihrer Minimumrichtung um einen Winkel von beispielsweise 60° gegeneinander verdreht, so daß sich die Diagramme auf der Linie S überschneiden, während sie sich in dem Sektor, welcher gegenüber den Minimastellen liegt, praktisch decken. Es entsteht also nur eine einzige Überschneidungsstelle, und es kann in bekannter Weise ein einseitig gerichteter Leitstrahl durch einen charakteristischen Gleichsignalwert der Diagramme gebildet werden. Eine Abweichung von diesem Gleichsignalleitstrahl S ergibt einen Feldstärkeunterschied zwischen beiden Strahlungsdiagrammen A und B.
• Im Überdeckungsbereich der beiden Diagramme im den Minimastellen gegenüberliegenden Sektor ergibt sich zwar auch ein Gleichsignalwert, der jedoch niemals als Leitstrahl definiert werden wird, da dieser Gleichsignalwert praktisch über einen Azimutwinkel von I80" vorherrscht, während der Gleichsignalwert im eigentlichen Leitstrahl S ein sehr scharfer Winkel sein kann, der von starken Feldstärkeunterschieden der Diagramme eingegrenzt wird.
• Voraussetzung für die geschilderten Verhältnisse ist, daß die Diagramme A und B im ihrer Minimumstelle gegenüberliegenden Sektor annähernd kreisförmig verlaufen, so daß sie sich in diesem Sektor auch bei verschiedener Winkellage der Minimastellen der Diagramme decken. Derartige Diagramme können beispielsweise durch elliptische Drehfelder gebildet werden. Ein kardioidenähnliches Diagramm kann dadurch erzeugt werden, daß ein Richtantennensystem, bestehend aus vier an den Ecken eines Quadrates aufgestellten Antennen und einer Mittelantenne, derart erregt wird, daß jeweils zwei diagonal gegenüberliegende, ein Antennenpaar bildende Außenantennen gegenphasig und beide Antennenpaare mit go" Phasenunterschied gespeist werden und die Mittelantenne mit einer Phasenverschiebung von 90" gegenüber zwei Außenantennen gespeist wird. Sind die Ströme in den Außenantennen alle gleich, dann ergibt sich ein kreisförmiges Drehfeld, welches als Strahlungscharakteristik eine einer Kardioide ähnliche Diagrammform mit einer gegenüber einer Kardioide sehr scharfen Nullstelle hat, deren Diagramm in dem Sektor gegenüber der Minimumstelle jedoch noch nicht vollkommen kreisförmig ist. Wählt man jedoch gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Stromstärke der die einzelnen Antennen erregenden Ströme derart, daß zwei gegenüberliegende Außenstrahler mit der Stromstärke I, der Mittelstrahler mit der Stromstärke 2 und die beiden anderen gegenüberliegenden Außenstrahler mit der Stromstärke I 4 erregt werden, so ergibt sich ein elliptisches Drehfeld und ein Diagramm, welches mit Ausnahme seiner Minimumstelle einen praktisch kreisförmigen Verlauf aufweist.
• Diese Verhältnisse sind in Fig. 2 dargestellt.
• I, 2, 3, 4 und 5 sind die das Richtsystem bildenden Einzelantennen. Die einander gegenüberliegenden Außenantennen I und 2 werden gegenphasig jeweils mit der Amplitude I erregt, die einander gegenüberliegenden Außenantennen 3 und 4 werden ebenfalls gegenphasig, aber mit der Amplitude 1 W3 erregt, und die Mittelantenne 5 wird mit der Amplitude 2 und einer Phase erregt, die um go" unterschiedlich von derjenigen von zwei Außenantennen ist. Durch diese Erregung ergibt sich ein elliptisches Drehfeld D und als Strahlungsdiagramm ein Diagramm K, das in dem der Minimumstelle gegenüberliegenden Sektor praktisch ein Kreis ist.
• Für die Leitstrahlerzeugung können nun die bisher bekannten Verfahren verwendet werden. Entweder kann das Diagramm A (Fig. I) durch ein Antennensystem erzeugt werden und im Komplementärzeichenrhythmus zwischen den beiden Lagen A und B elektrisch hin und her getastet werden, oder das Antennensystem kann mechanisch hin und her gedreht werden, oder die Diagramme A und B werden von zwei Antennensystemen erzeugt, die abwechselnd sprunghaft moduliert werden. Weiterhin ist es möglich, beide Diagramme A und B von einem oder zwei Antennensystemen gleichzeitig zu erzeugen und mit getrennten Kennfrequenzen, beispielsweise Tonfrequenzen, zu modulieren.
• Ein neues Verfahren der Leitstrahlerzeugung besteht gemäß einer Weiterbildung der Erfindung darin, das Diagramm A zu erzeugen und, vorzugsweise in einem tonfrequenten Rhythmus, um einen Phasenwinkel kleiner als 90° in seiner Erregungsphase sprunghaft zu modulieren, wodurch abwechselnd im tonfrequenten Rhythmus die zwei Diagramme A und B entstehen. Die durch die sprunghafte Modulation (Tastung) hervorgerufene Störmodulation verschwindet an der Überschneidungsstelle der Diagramme, so daß der Leitstrahl durch Verschwinden der Störmodulation definiert wird. Ein derartiger Leitstrahl ist sehr scharf, da die Störmodulation in der Nähe des Leitstrahles besonders groß ist. Dieses letztere Verfahren ist besonders für Drehfunkfeuer geeignet, bei denen eine ein ausgeprägtes Minimum aufweisende Strahlung rotiert und über die Richtstrahlung die Azimutrichtung des Peilstrahles fortlaufend durchgesagt wird. Da im Peilstrahl selbst praktisch die volle Trägeramplitude vorhanden ist, kann die Minimumlage der Störmodulation durch eine zusätzliche Kennmodulation, beispielsweise Sprache, die der Trägerfrequenz der Richtstrahlung direkt aufmoduliert ist, dem peilenden Fahrzeug dauernd mitgeteilt werden. Diese Rennmodulation wird abseits des Peilstrahles durch die Störmodulation zugedeckt, so daß sie nur im durch den Empfangsort laufenden Peilstrahl selbst deutlich wahrnehmbar ist. Bei ruhendem Leitstrahl können auf diese Weise dauernd Nachrichten über die Richtstrahlung durchgesagt werden.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜcHE: I. Verfahren zur Erzeugung eines einseitig gerichteten Leitstrahles für die Funknavigation, der durch einen Gleichsignalwert zweier sich überschneidender Richtdiagramme entsteht, insbesondere für Drehfunkfeuer, dadurch gekennzeichnet, daß zwei über 360" nur je ein ausgeprägtes Minimum aufweisende Richtstrahlungen so erzeugt werden, daß die Richtstrahldiagramme sich praktisch nur zwischen den Minimastellen beider Strahlungen einmal überschneiden und sich außer in der Nähe der Minimastellen praktisch decken.
2. 2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Diagrammen entsprechenden Strahlungen mit unterschiedlichen Tonfrequenzen moduliert sind.
3. 3. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Diagramme dadurch erzeugt werden, daß eine Strahlung mit ausgeprägtem Minimum um einen Raumwinkel kleiner als 90 im Komplementärzeichenrhythmus hin und her getastet wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Diagramme dadurch erzeugt werden, daß eine Strahlung mit ausgeprägtem Minimum um einen Phasenwinkel kleiner als go" in einem tonfrequenten Rhythmus in der Erregungsphase sprunghaft moduliert wird und daß der Leitstrahl durch das Minimum der tonfrequenten Störmodulation definiert wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der tonfrequentmodulierten Richtstrahlung Nachrichtensignale aufmoduliert werden.
6. 6. Verfahren nach einem der vorhergegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagramme durch elliptische Drehfelder erzeugt werden.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das elliptische Drehfeld durch ein Antennensystem erzeugt wird, welches aus vier an den Ecken eines Quadrates aufgestellten Außenstrahlern und einem Mittelstrahler besteht und daß die Ströme die an die zwei aus je zwei einander diagonal gegenüberliegender Außenstrahler gebildeten Antennenpaare und den Mittelstrahler gegeben werden, praktisch in einem Verhältnis I: I 83: 2 stehen, und daß die Antennen jedes Antennenpaares gegenphasig zueinander und beide Antennenpaare mit 900 Phasenunterschied zueinander gespeist werden, während die Phase des Mittelstrahlers gleich der Phase einer der vier Außenantennen gewählt ist.