DE891028C - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Einfallsrichtung von Wellen - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Einfallsrichtung von Wellen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Einfallsrichtung von Wellen aus der Phasendifferenz der Empfangsspannungen von zwei im Abstand voneinander angeordneten Empfängern mit Hilfe eines Braunschen Rohres, bei dem die Phasendifferenz durch die Drehung eines symmetrisch zur Nullage des Kathodenstrahles liegenden S)lenkstriches angezeigt wird.
• Die bekannten Einrichtungen dieser Art haben den Nachteil, daß für eine Basis mit beispielsweise einem Schwerpunktabstand der beiden Empfänger vom I,sfachen der Wellenlänge Mehrdeutigkeit bereits bei Einfallswinkeln der Wellen von mehr als + 200 auftritt, weil sich der Strich am Braunschen Rohr dann um mehr als 1 go0 dreht. Bisher gab es keine Möglichkeit, diesen Meßbereich zu erweitern. Bei der Richtungsbestimmung elektromagnetischer Wellen ist es zwar schon bekannt, einen größeren Meßbereich dadurch zu erzielen, daß man den Kathodenstrahlfleck am Schirm des Braunschen Rohres nur auf der einen Hälfte der symmetrischen Ablenkung zum Aufleuchten bringt, so daß eine von der Mitte nur nach einer Seite gerichtete strichförmige Abbildung entsteht. Dieses Verfahren ist bisher aber nur auf solche Meßverfahren angewandt worden, bei denen die Richtung aus der Amplitudendifferenz zweier verschieden gerichteter Antennen bestimmt wird. Hierbei wird die Aufhellspannung einer dritten ungerich- teten Antenne entnommen. Bei einem Verfahren zur Richtungsbestimmung nach der vorliegenden Erfindung, bei zudem die Phasenlage der Empfangsspannungen mit der EinfalIsrichtung der Wellen wechselt, läßt sich dieses bekannte Verfahren zur einseitigen Aufhellung nicht ohne weiteres anwenden.
• Der Erfindung liegt der- Gedanke zugrunde, auch bei dem Phasenmeßverfahren eine unsymmetrische Aufhellung der Ablenkbahn des Kathodenstrahles durch eine Hilfsspannung zu erzielen, deren Phasenlage zu den Empfangsspannungen sich selbsttätig so einstellt, daß Idiese Spannung zur einseitigen Aufhellung geeignet ist. Hierzu läßt sich eine Spannung verwenden, deren Phasenlage dieselbe ist wie die der Empfangspannungen für die Phasendifferenz Null. Vorzugsweise kann man eine solche Spannung z. B. einem in der Mitte zwischen den beiden Empfängern befindlichen dritten Empfänger entnehmen.
• In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.
• Im dargestellten Beispiel sind I und 3 zwei im Abstand d voneinander angeordnete Unterwasserschallempfänger. Treffen Schallwellen in der Pfeilrichtung unter dem Winkel a gegen die Basis I/3 gerichtet auf den Empfänger, so ergibt sich zwischen den Wellen am Empfänger I und 3 ein Wegunterschied von ds und entsprechend eine Phasendifferenz der elektrischen Spannungen, die dem Weg d s und der Wellenlänge der Schallwellen im Ausbreitungsmedium entspricht. Diese Phasendifferenz dient als Maß für - die Einfallsrichtung bzw. den Winkel a. Um sie anzuzeigen, werden in bekannter 'Weise aus den beiden Empfangsspannungen a, b über einen Transformator 4 die Werte a + b und a - b gebildet. Sodann wird der Vektor a - b um go0 in die Richtung von a + b gedreht. Nach phasentreuer Verstärkung werden dann der Wert a + b auf das vertikale Plattenpaar und der Wert a- b auf das horizontale Plattenpaar eines Braunschen Rohres 5 gegeben. Da a + b und a-b jetzt gleichphasig sind, entsteht ein Strich, dessen Neigung 8 gegen die Vertikale bestimmt ist durch a+b tg#=a+b, Um die eine Hälfte des Striches von der anderen zu unterscheiden, kann man z. B. eine Helligkeitsmodulation anwenden, wobei die für die Modulation verwendete Wechselspannung gleiche Frequenz und Phase wie a + b bzw. a - b nach Drehung um 900 hat. Nun hat aber a + b immer die Phase, die ein Schwinger haben würde, welcher in der Mitte der Basis angebracht ist. Es ist daher im Schwerpunkt der Basis I13 ein Hilfsschwinger 2 angebracht, dessen phasenrichtige Schwingung nach geeigneter phasentreuer Verstärkung dem Braunschen Rohr 5 über eine Leitung 6 zur Helligkeitsmodulation- zugeleitet wird. Statt des drehenden, zur Nullage des Leuchtileckes symmetrischen Striches entsteht dann ein vom Mittelpunkt ausgehender Pfeil am Braunschen Rohr, der eine Erweiterung auf den doppelten Meßbereich ermöglicht. Bei einer Basis von z. B. einem Schwerpunktsabstandd= 1,5 X, worin A -dieWdlenlänge der Schallwellen bedeutet, ergibt sich ohne die Helligkeitsmodulation eine Mehrdeutigkeit der Anzeige bereits bei Einfallswinkeln a von mehr als 200, weil sich der Strich am Braunschen Rohr dann weiter als bisher zur Waagerechten dreht. Durch die Hellsteuerung dagegen ist die Anzeige in einem Bereich von o bis + 42'° eindeutig.
• Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Beispiel beschränkt, vielmehr sind noch mancherlei Abänderungen und auch andere Ausführungen möglich, insbesondere kann in vielen Fällen auch ein besonderer Hilfsschwinger zur Ableitung der Modulationsspannung fortfallen, wenn die Empfangsbasis ohnehin einen Mittelschwinger aufweist, wie das vielfach der Fall ist, der bei der Phasenmessung einmal zu der einen, einmal zu der anderen Empfängergruppe geschaltet wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Einfallsrichtung von Wellen aus der Phasendifferenz der Empfangsspannungen zweier im Abstand voneinander angeordneter Empfangseinrichtungen mit Hilfe eines Braunschen Rohres, bei dem die Phasendifferenz eine zur Nullage symmetrische Ablenkung des Kathodenstrahles erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkbahn des Kathodenstrahles mit Hilfe einer Wechselspannung von mittlerer Phasenlage einseitig aufgehellt wird, die z. B. einem in der Mitte zwischen den beiden Empfängern befindlichen dritten Empfänger zu entnehmen ist.