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Drehbares Peilantennensystem mit zwei gegengeschalteten Antennen
Die
Erfindung betrifft ein drehbares Peilantennensystem mit zwei gegengeschalteten Antennen,
das sich insbesondere zur Peilung von sehr kurzen Wellen eignet. Diese sogenannten
Adcocksysteme wurden bisher meist in der in Abb. I dargestellten H-Form gebaut.
Sie bestehen aus zwei vertikalen Dipolen D1 und D2, die über horizontale Verbindungsleitungen
V, und V2 gegengeschaltet sind. Das ganze Antennensystem ist um die vertikale Mittelachse
drehbar. Von der Kreuzungsstelle der Verbindungsleitungen führt eine vertikale Doppelleitung
V3 zum Eingangsübertrager T1 des Peilempfängers, dessen abgestimmter Eingangskreis
E an das Gitter der Eingangsröhre R angeschlossen ist.
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Um die von Rückstrahlern und bei unsymmetrischem Aufbau auch vom
Vertikalantenneneffekt des Peilantennensystems hervorgerufene Trübung des Peilminimums
zu beseitigen, wird zumeist ein Difterentialkondensator DK benutzt, der parallel
zur Primärwicltlung des Eingangsübertragers T1 liegt. Zur Seitenbestimmung durch
Kardioidenbildung muß ferner in den Eingangskreis eine zur Peilspannung gleich-
oder gegenphasige, ungerichtet aufgenommene Hilfsspannung gekoppelt werden.
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Diese kann beispielsweise über einen zur Phasendrehung dienenden abgestimmten
Zwischenkreis ZK von einem Übertrager T2 entnommen werden, der in einer an die Mitte
der Primärwicklung des Übertragers'1 angeschlossenen Erdleitung liegt, in
welcher
der vom Vertikalantenneneffelit hervorgerufene Strom fließt.
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Bei diesem Aufbau der H-Adcockantenne bereitet es Schwierigkeiten,
die richtige Phasenlage der Hilfsspannungen für die Enttrübung und Seitenbestimmung
zu sichern, weil die Phase des Stromes über den Übertrager T2 und den DifferentialkondensatorDK
sehr wesentlich davon abhängt, in welcher Höhe über der elektrischen Erde (Grundwasserspiegel)
das Antennensystem aufgebaut ist. Bei Änderung der Höhenlage des Antennensystems
ändern sich nämlich dessen Eigenwellen für den vom Vertikalantenneneffekt hervorgerufenen
Strom und den Peilstrom in unterschiedlicher Weise, so daß bei der Enttrübung Schielfehler
auftreten können. Dieser Mangel macht sich besonders bei transportablen Anlagen
bemerkbar, wenn die Anlage auf einem Gelände mit nicht vorbekannter Bodenleitfähigkeit
aufgestellt werden soll.
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Es ist bereits bekannt, bei feststehenden Adcocksystemen in Verbindung
mit einem Goniometer oder aber bei drehbaren Adcocksystemen einen Symmetrieabgleich
des Antennensystems dadurch vorzunehmen, daß die einzelnen Antennen über getrennte
Vorverstärker an das Goniometer bzw. an den Eingangskreis des Peilempfängers angeschlossen
werden. Der Amplitudenabgleich der verschiedenen Antennenspannungen erfolgt hierbei
vor Inbetriebnahme der Anlage durch Einregelung der Verstärkungsgradeder verschiedenen
Vorverstärker.
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Diese Maßnahme könnte zwar nicht bei feststehenden Adcocksystemen
in Verbindung mit einem Goniometer, wohl aber bei drehbarer Ausführung auch für
die betriebsmäßige Enttrübung verwendet werden, weil es auch bei der betriebsmäßigen
Enttrübung, wie im folgenden gezeigt wird, auf eine Amplitudenangleichung der Antennenspannungen
ankommt. Die Verwendung von getrennten Verstärkern mit regelbarem Verstärkungsgrad
setzt jedoch einen sehr erheblichen Aufwand voraus, der durch die Erfindung vermieden
wird.
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Um bei einem drehbaren Peilantennensystem mit zwei gegengeschaltetenAntennen
in einfacher Weise betriebsmäßig eine einwandfreie Enttrübung zu erreichen, wird
gemäß der Erfindung vorgeschlagen, für den Amplitudenabgleich der beiden Antennenspannungen
zwei voneinander entkoppelte Übertrager zu verwenden, von denen jeder miteiner der
beiden Antennen verbunden ist und deren Sekundärwicklungen mit einem betriebsmäßig
innerhalb der für die Enttrübung erforderlichen Grenzen veränderbaren Verhältnis
der Kopplungsgrade mit den Primärwicklungen gekoppelt sind und seriengeschaltet
im Eingangskreis des Peilempfängers liegen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll an Hand der Abb. 2 erläutert
werden. Die beiden vertikalen Dipole D1 und D2 sind über zwei elektrisch voneinander
getrennte Doppelleitungen V4 und V5, die zunächst horizontal bis zur Mitte des Antennensystems
und hierauf vertikal nach unten verlaufen, an die beiden voneinander entkoppelten
Eingangsübertrager T, und T5 angeschlossen. Die Sekundärwicklungen dieser Übertrager
sind gegensinnig gewickelt und liegen seriengeschaltet im abgestimmten Eingangskreis
E des Empfängers; ihr Kopplungsgrad mit den zugeordneten Primärwicklungen ist veränderbar.
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In Abb. 3 a sind die beiden Dipole D1 und D2 in Aufsicht dargestellt.
Ihr Abstand beträgt d. Eine unter dem Winkel a gegen die Ebene der Dipole einfallende
Strahlung erregt die beiden Dipole mit einer Phasenverschiebung l, V = 2d sin a.
Die Spannungen E1 und E2 in den Sekundärwicklungen der Übertrager T4 und T5, die
gegeneinander um den Phasenwinkel Su verschoben sind, ergeben als vektorielle Differenz
die Peilspannung E,, die in Abb. 3 b dargestellt ist. Durch Drehen des Antennensystems
wird der Phasenwinkel nv beseitigt, d. h. die Peilspannung E, auf das Minimum reduziert.
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Wenn das Peilminimum nicht genau auf Null einzieht, sondern durch
Rückstrahlungen oder durch den Vertikalantenneneffekt getrübt wird, dann bleibt
bei gleichphasiger Erregung der Dipole D1 und D2 noch eine Restspannung übrig, die
gegen die eigentliche Peilspannung Es. um go0 in der Phase verschoben ist. Aus Abb.
3c ist zu entnehmen, daß dieses Verhalten der Gegenschaltung zweier ungleich großer
Spannungsvektoren E1, und E2' entspricht, die einen Trübungsvektor Et liefert. Die
Enttrübung kann daher in der Weise vorgenommen werden, daß entweder der Spannungsvektor
Et verkleinert oder der Spannungsvektor E2, vergrößert wird bzw. beides gleichzeitig
erfolgt. Das wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Kopplungsgrad zumindest
eines der beiden Übertrager T4 oder T5 veränderbar gemacht wird. Zweckmäßig ist
es, beide Kopplungsgrade gleichzeitig zu ändern und hierzu eine mechanische Kupplung
für die Einstellorgane der Kopplungsgrade vorzusehen, die derart wirkt, daß die
Kopplungsgrade beider Übertrager jeweils gegensinnig geändert werden. Beispielsweise
kann man zu diesem Zweck die Übertrager mit verschiebbaren oder gegeneinander verdrehbaren
Primär- und Sekundärspulen ausrüsten.
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Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel für die Enttrübungseinrichtung
zeigt Abb. 4. Hierbei sind in den Koppelfeldern der Übertrager T4 und T5 Kurzschlußwicklungen
K1 und K2 vorgesehen, die in Feldrichtung verschoben werden können. Sie sind miteinander
mechanisch gekuppelt und schwächen je nach ihrer relativen Lage bezüglich der Übertragerwicklungen
das zugeordnete Koppelfeld mehr oder. weniger. In der Ruhelage der Enttrübungseinrichtung,
d. h. bei symmetrischer Einstellung beider Kurzschlußwiddungen, sind die Kopplungsgrade
der beiden Übertrager gleich groß,, und man würde bei ungetrübtem Empfang ein scharfes
Minimum erhalten. Bei Auftreten einer Trübung läßt sich die Trübungsspannung durch
Verschieben der Kurzschlußwiddungen kompensieren. Der besondere Vorteil dieses Ausführungsbeispiels
der Erfindung besteht darin,
daß keine flexiblen stromführenden
Teile benötigt werden.
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Um auch die Hilfsspannung für die Seitenbestimmung unabhängig von
den Eigenschaften des Erdbodens zu machen, wird zweckmäßig ein mit dem Eingangskreis
E des Empfängers gekoppelter abgestimmter Zwischenkreis zlc (Abb. 2) vorgesehen,
in dem zwei voneinander entkoppelte Sekundärwicklungen S1 und S2 der beiden Übertrager
mit solchem Wicklungssinn liegen, daß sich die Sekundärspannungen vektoriell addieren.
Man erhält dann den in Abb. 3b mit E, bezeichneten Hilfsspannungsvektor, der go0
gegen die Peilspannung gedreht ist. Durch die Phasendrehung im abgestimmten Zwischenkreis
ZI( wird über den Übertrager T6 in den Eingangskreis E eine zur Peilspannung Ep
gleich- oder gegenphasige Hilfsspannung gekoppelt, die das Richtempfangsdiagramm
im Sinn einer Kardioidenbilldung (Abb. 5) verzerrt.
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Die Seitenbestimmung kann in an sich bekannter Weise nach Drehung
des Peilantennensystems um go0 durch Vergleich der Empfangslautstärken L1 und L2
vorgenommen werden, die sich einstellen, wenn man die Hilfsspannung Eh zu mit der
einen und hierauf mit der anderen Polung in den Eingangskreis E koppelt. Um eine
Drehung des Peilantennensystems um 90° zu vermeiden, ist es jedoch zweckmäßiger,
die Seitenbestimmung in ebenfalls bekannter Weise dadurch vorzunehmen, daß man die
Hilfsspannung mit konstanter Phase in den Eingangskreis koppelt, sie jedoch kleiner
als das Maximum der Peilspannung bemißt, so daß man das in Abb. 5 mit K bezeichnete
Kardioidendiagramm mit zwei Minima erhält. Je nachdem, ob der Sender aus der Richtung
I oder 2 einfällt, erhält man dann eine Abnahme der Lautstärke, wenn man das Peilantennensystem
entgegen bzw. im Uhrzeigersinn dreht, wie dies durch die PfeilePI und P2 angedeutet
wurde. In beiden Fällen wird der Zwischenkreis ZK zweckmäßig durch eine mcchanische
Kupplung gleichzeitig mit dem Eingangskreis des Peilempfängers abgestimmt.
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Um bei der Seitenbestimmung Fehler zu vermeiden, die durch die Enttrübungseinrichtung
verursacht werden könnten, wird gemäß der weiteren Erfindung vorgeschlagen, vor
Vornahme der Seitenbestimmung die Enttrübungseinrichtung in ihre Ruhelage zu bringen,
wozu eine mechanische oder elektromechanische, durch Relais betätigte Schalteinrichtung
verwendet werden kann, die gleichzeitig mit der Umschaltung auf die Seitenbestimmung
in Tätigkeit tritt und die Rückstellung der Enttrübungseinrichtung bewirkt.
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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Peilantennensystems besteht
darin, daß man leicht zum Rundempfang übergehen kann, indem man einen der beiden
Dipole durch Abschaltung des ihm zugeordneten Eingangsübertragers abtrennt. Bei
geeigneter Wahl der elektrischen Daten im Eingangskreis kann man dann mit nur einem
Dipol ungerichtet empfangen, ohne daß der Gleichlauf in der Abstimmung des Empfängers
praktisch beeinträchtigt wird.