DE874033C - Peilanordnung mit Seitenbestimmung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Peilanordnung, bestehend aus einer Richtantennenanordnung und einer ungerichteten Hilfsantennenanordnung, die über getrennte Übertragungsleitungen mit einem Stromkreis eines Umsetzers gekoppelt sind, der über ein relativ breites Frequenzband arbeitet.

Es sind viele Anlagen bekannt, die die Kombinierung der Wirkung einer Hilfsantenne mit einer gerichteten Antenne verwenden, um eine einseitige Richtwirkung für Peilzwecke zu erhalten.

Dieses Problem ist relativ einfach, wenn die Antennen auf einer einzigen Frequenz arbeiten. Wenn jedoch über ein breites Frequenzband gearbeitet werden soll, unterscheiden sich die relativen Phasenverschiebungen in den Übertragungsleitungen, welche die Richtantenne und die ungerichtete Hilfsantenne mit einer gemeinsamen Umsetzvorrichtung koppeln, um verschiedene Wellenlängen. Demgemäß wird eine Anlage, die für die nötige Phasenverschiebung von go³ bei einer Frequenz gebaut ist, nicht die genaue Phasenverschiebung bei einer unterschiedlichen Frequenz erzeugen.

Darüber hinaus nimmt die effektive Höhe des Richtsystems mit der Frequenz ab und die effektive Höhe der ungerichteten Antenne bleibt über die Frequenzverschiebung konstant. Demgemäß ist im allgemeinen eine Einstellung in der Amplitude zwischen der von dem Richtsystem erhaltenen Energie erforderlich, wenn die Frequenz variiert wird.

Die erfindungsgemäße Peilanordnung, bestehend aus einer Richtantennenanordnung aus gegenphasig zusammengekoppelten Einzelantennen oder Rahmenantenne und einer ungerichteten Hilfsantennenanordnung, die über getrennte Übertragungsleitungen mit

einem Stromkreis eines Umsetzers gekoppelt sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Antennenanordnungen über zwei ungleichlange Leitungen in den Stromkreis des Umsetzers eingekoppelt ist und daß die Phase der Spannung in einer Leitung um i8o° gedreht wird und daß die Summe der elektrischen Längen der genannten ungleichlangen Leitungen doppelt so groß wie die elektrische Länge der Übertragungsleitung der anderen Antennenanordnung ίο ist.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Fig. ι ist ein Schaltbild eines Ausführungsbeispieles der Erfindung;

Fig. 2 und 3 sind Vektordiagramme, die die Prinzipien der Erfindung demonstrieren; Fig. 4 bis 6 zeigen weitere Ausführungsformen. In Fig. ι besteht die Richtantenne aus zwei monopolaren Antenneneinheiten D₁, D₂, die mit einer Entfernung d voneinander angeordnet sind und durch eine Übertragungsleitung L₁, die eine Kreuzung T aufweist, zusammen in Phasenopposition gekoppelt sind. Wenn gewünscht, können besondere Kopplungseinrichtungen bei 14 und 16 vorgesehen sein, um die Leitung L₁ mit den Antennenelementen D₁ bzw. D₂ zu koppeln. Der Mittelpunkt der Leitung L₁ ist über eine Leitung L₂, Transformator 11 und eine Übertragungsleitung 10 mit dem Empfänger 13 gekoppelt.

Die Hilfsantenne S₁ ist über eine Kopplungseinrichtung 15 mit zwei Übertragungsleitungen L₃ und L₄ gekoppelt, welche am Punkt 17 mittels einer Kreuzung 18 zusammen in Phasenopposition verbunden sind und ist weiter über einen Transformator 12 und die Übertragungsleitung 10 mit demselben Empfänger 13 gekoppelt. Die Leitungen L_s und L₄ sind entsprechend gleichviel langer und kürzer als die Leitung L₂, und die Leiter L₁, L₆ und L₆ sind gleich lang. Aus den Fig. 2 und 3 kann die Wirkungsweise der beschriebenen Anlage besser verstanden werden. In Fig. 2 ist ein Vektordiagramm für die Richtantennenanordnung D₁, D₂, L₁ dargestellt. Wenn die Energie unter rechten Winkeln zur Zeichnungsebene einfällt, wird die in jeder Antenne induzierte Spannung'gleichphasig von derselben Größe sein. Infolge der Kreuzung T haben die Vektoren RD₁ und RD₂ der von D₁ und D₂ empfangenen Spannung am Empfänger 13 die in Fig. 2 gezeigte Lage. Diese Spannungen heben sich auf, die Empfangsspannung ist Null. Dies stimmt mit Null oder der Nullage der Peilereinheit überein. Wenn jedoch die Wellen unter einem Winkel zur Antennennormalen einfallen, werden die Vektoren RD₁ und RD₂ zu einer Lage gedreht, wie sie in ausgezogenen Linien in Fig. 2 gezeigt sind und ergeben am Empfänger einen resultierenden Richtvektor RD. Gleichzeitig wird die in der ungerichteten Antenne S₁ induzierte Spannung, die gleichphasig mit der in den

/L_ss + L₃₄\

--25/2 Richtantennen induzierten Spannung ist, den Vektor RS₁ haben, wie er in gestrichelten Linien in Fig. 3 gezeigt ist. Am Verbindungspunkt 17 jedoch haben die Vektoren R4L und R3L infolge der ungleichen Längen der Leitungen L₃, L₄ eine Phasenverschiebung gegeneinander. Durch die Kreuzung 18 werden die Spannungen gegeneinandergeschaltet und die Vektoren nehmen die mit .R4L und R 3 L -f- i8o° gezeigte Lage an. Der daraus resultierende Spannungsvektor R 5 L tritt am Empfängereingang auf und ist in Phase mit dem Richtvektor RD von Fig. 2 und um 90° gedreht gegenüber dem Vektor RS₁. Durch diese Anordnung der Übertragungsleitungen wird die nötige Phasenverschiebung von 90° zwischen den in den Richtantennen und der Hilfsantenne induzierten Spannungen und damit die notwendige Gleichphasigkeit oder Gegenphasigkeit beider Spannungen am Empfängereingang erzeugt, um die Seitenbestimmung zu ermöglichen. Die Gleichphasigkeit bleibt auch bei Frequenzwechsel erhalten, wodurch eine Breitbandigkeit gesichert wird. Wenn jedoch die Leitungen L₃ und L₄ bloß für diese Beziehungen dimensioniert sind, ohne daß die Amplituden berücksichtigt werden, wird die Länge des Vektors R$L bezüglich RD infolge Amplitudenänderung bei Veränderung der Wellenlänge variieren. Damit die Amplitudenbeziehung konstant erhalten werden kann, sollte die Längendifferenz der Leitungen L₃ und L₄ gleich dem Abstand d zwischen den Antennen D₁ und D₂ sein. In diesem Fall ändert sich bei Frequenzwechsel die gegenseitige Phasenverschiebung der Vektoren R 3 L und Ä4L (Fig. 3) in gleicher Weise wie diejenige der Vektoren RD₁ und RD₂ (Fig. 2), so daß mindestens das Verhältnis des Richtvektors RD zum Spannungsvektor R 5 L annähernd konstant bleibt. Um annähernd gleiche Empfangsspannungen in den Leitungen am Empfängereingang L₁, L₃ und L₄ zu erhalten, werden die Kopplungseinrichtungen 14, 15 und 16 entsprechend aufgebaut und dimensioniert.

Die Richtantenne kann z. B. auch aus Dipoleinheiten bestehen, wie es beispielsweise in Fig. 4 gezeigt ist. In dieser Figur sind vier Dipolantennen 21, 22, 23 und 24 paarweise unter rechten Winkeln durch Übertragungsleitungen 25 bzw. 26 zusammen verbunden und durch zusätzliche Leitungen 27, 28 über Kopplungseinrichtungen 32 A, 32 B mit einem Goniometer 29 gekoppelt. Eine Hilfsantenne 30 ist über Leitung 31, Kopplungsvorrichtung 32, Leitungen 33. 34» Transformator 35 und Schalter 36 mit dem Empfängereingangstransformator 37 gekoppelt. Die Übertragungsleitungen 33 und 34, die sich in der Länge durch den halben Abstand zwischen den Antenneneinheiten 21 und 22 (oder 23 und 24) unterscheiden, entsprechen den Leitungen L₃ und L₄ von Fig. i. Die Leitung 31 kann von irgendeiner Länge sein, solange sie in bezug auf die Leitungen 27 und so bemessen wird, daß

-\- L₃₈ —

+ L₂8 -j-

-38

erfüllt ist.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem eine Rahmenantenne 50 als Riehtantenne verwendet wird. Die in den vertikalen Seiten 51, 52 des Rahmens 50 induzierten Spannungen sind allein für die Peilung maßgebend und werden

zusammen in Phasenopposition an eine Übertragungsleitung 53 angelegt, die sich zu einer gemeinsamen Kopplungseinheit 54 erstreckt. Die Hilfsantenne 55 ist mit einer Kopplungseinrichtung 56 versehen, welche mit der Kopplungseinheit 54 über das Leitungspaar 57, 58 und über die Leitung 59 gekoppelt ist. In diesem Fall sind die Leitungen 57 und 58 von solcher Länge, daß ihre Differenz gleich dem Abstand zwischen 51 und 52 ist. Ferner besteht die Bedingung.

L_x,

Z₅₇ + Z₅₈ + 2 L

Wenn eine vollständige Gleichheit der Amplitude nicht erforderlich ist, kann die Längendifferenz größer gemacht werden als der Abstand, um mehr Energie von der Hilfsantenne zu erhalten.

Die Anordnung von Fig. 6 ist ähnlich der von Fig. 5 und verwendet vertikale Antenneneinheiten an Stelle eines Rahmens. In dieser Figur besteht die Richtantenne aus zwei Antenneneinheiten 60 und 61, die in Phasenopposition über Kopplungseinrichtungen 62, 63 und Leitungen Z₅₀ und Z₅₁ zusammengekoppelt sind. Der Verbindungspunkt der Leitungen Z₅₀, Z₃₁ ist durch Leitungen Z₅₅ mit einem gemeinsamen Kopplungsmittel 68 gekoppelt. Die Hilfsantenne 65 ist über die Kopplungseinrichtung 66 und die Leitungen Z₅₂, Z₅₃, Z₅₄ mit demselben gemeinsamen Kopplungsmittel 68 gekoppelt. Die Beziehungen der Leitungen können einfach ausgedrückt werden:

T T

¹^aO — •''öl '

L₅₂-L₅₃ = L₅₀+L₅₁ (ganz allgemein der Abstand zwischen den Antennen 60, 61),

L50

L₅₅ —

52

L₅

Z₅₃ + Z

54

In den dargestellten Beispielen ist gezeigt, daß die Phasen- und Amplitudenkorrektur bei Frequenzänderung durch besondere Ausbildung der Ankopplung der Hilfsantenne bewirkt wird. Selbstverständlich könnte die Phasenkorrektur auch in der Ankopplung der Richtantenne an den Empfänger vorgenommen werden. Diese Anordnung ist im allgemeinen jedoch weniger wünschenswert, da sich dann nur eine Phasenkorrektur ergibt, da dann die Hilfsantennenspannung bei allen Frequenzen gleich ist, während sich die Spannung der Richtantenne naturgemäß ändert. Die Peiler gemäß der Erfindung arbeiten über ein breites Frequenzband, wenn der Abstand zwischen den EIementen der Richteinheit nicht größer als eine halbe Wellenlänge bei der höchsten Frequenz des zu bedeckenden Bandes ist. Zum Beispiel kann eine Breitbandigkeit von 10:1 bei genauer Phasen- und Amplitudenbeziehung zwischen der Spannung von der Richtantenne und der Hilfsantenne am Empfängereingang leicht erhalten werden.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Peilanordnung mit einer Richtantennenanordnung, bestehend aus gegenphasig zusammengekoppelten Einzelantennen oder einer Rahmenantenne und einer ungerichteten Hilfsantennenanordnung, die über getrennte Übertragungsleitungen mit einem Stromkreis eines Umsetzers gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Antennenanordnungen über zwei ungleichlange Leitungen in den Stromkreis des Umsetzers eingekoppelt ist und daß die Phase der Spannung in einer Leitung um i8o° gedreht wird, und daß die Summe der elektrischen Längen der genannten ungleichlangen Leitungen doppelt so groß ist wie die elektrische Länge der Übertragungsleitung der anderen Antennenanordnung.

2. Peilanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die ungerichtete Antennenanordnung über zwei ungleichlange Leitungen mit dem Umsetzer gekoppelt ist.

3. Peilanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Längendifferenz der ungleichlangen Leitungen gleich dem Abstand zwischen den Einzelantennen der Richtantennenanordnung ist.

4. Peilanordnung nach Anspruch 2, bestehend aus Rahmen mit Hilfsantenne, dadurch gekennzeichnet, daß die Längendifferenz der ungleichlangen Leitungen gleich dem Abstand der vertikalen Rahmenseiten ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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