DE894165C

DE894165C - Verfahren zur selbsttaetigen Peilung von ortsveraenderlichen Zielen mit optischen oder quasioptischen Wellen

Info

Publication number: DE894165C
Application number: DES6827D
Authority: DE
Inventors: Karl Dr Kuepfmueller; Hans Dipl-Ing Schuchmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1939-08-11
Filing date: 1939-08-11
Publication date: 1953-10-22

Description

Verfahren zur selbsttätigen Peilung von ortsvernnderiidien Zielen mit optischen oder quasioptischen Wellen Bei der Peilung von ortsveränderlichen Zielen mit optischen oder quasioptischen Wellen entsteht die Schwierigkeit, mit der Peileinrichtung dem Ziel entsprechend rasch zu folgen, besonders dann, wenn das Ziel für das Auge unsichtbar ist. Die Erfindung gibt an, wie hierbei eine selbsttätige Nachstellung der Peileinrichtung erreicht werden kann. Es wird dabei von der bei Radiopeilung bekannten Maßnahme Gebrauch gemacht, die Richtempfangscharakteristik um eine Achse rotieren zu lassen, die mit der Maximumrichtung der Empfangscharakteristik einen Winkel einschließt, der kleiner als der halbe Öffnungswinkel der Empfangscharakteristik ist.
Weicht bei einer Rotation der Empfangscharakteristik das Ziel von der Rotationsachse ab, so treten Schwankungen der Empfangsintensität auf.
Die Erfindung sieht nun vor, in Abhängigkeit von diesen Schwankungen eine selbsttätige Nachstellung der Empfangscharakteristik vorzunehmen derart, daß das Ziel sich in Richtung der Rotationsachse befindet und sich eine konstante Empfangsintensität ergibt.
Der Empfangsintensität proportionale Spannungen zeigen bei Abweichung des Zieles von der Rotationsachse bei verschiedenen Winkelstellungen der sich drehenden Empfangscharakteristik verschiedene Werte. Weiterhin zeigt aber auch eine von der Empfangsintensität abhängige Wechselspannung, je nach dem in welcher Richtung eine Abweichung des Zieles von der Rotationsachse vorhanden ist, verschiedene Phasenlage.
Die Verschiedenheit der Spannungswerte bei verschiedenen Drehwinkeln der Empfangscharakteristik wird gemäß der Erfindung dadurch zur selbsttätigen Peilung ausgenutzt, daß bei verschiedenen Drehwinkeln der Empfangs charakteristik der jeweiligen Empfangsintensität proportionale Spannungen paarweise miteinander verglichen und die sich dabei ergebenden Spannungsdifferenzen zur Nachstellung der Empfangscharakteristik in beiden Richtungen eines Koordinatensystems benutzt werden.
Die Phasenlage einer von der Empfangsintensität abhängigen Wechselspannung wird dadurch zur selbsttätigen Peilung nutzbar gemacht, daß diese Wechselspannung je mit einer von zwei um einen bestimmten Winkel gegeneinander phasenverschobenen Wechselspannungen der gleichen Rotationsfrequenz in auf Phasendifferenzen ansprechenden Einrichtungen, z. B.
Gleichrichter enthaltende Brückenanordnungen, miteinander verglichen und die Abweichungen in der Phasenlage zur Nachstellung der Empfangscharakteristik in beiden Richtungen eines Koordinatensystems benutzt werden.
Vorzugsweise wird dabei der Vergleich der Spannungen bei solchen Drehwinkeln bzw. bei einer solchen Phasenlage vorgenommen, daß sich ein rechtwinkliges Koordinatensystem ergibt.
Die Nachstellung der Empfangscharakteristik kann, wenn nur kleinere Abweichungen des Zieles auftreten können, durch Änderung des Neigungswinkels der Rotationsachse gegen die Maximumrichtung der Empfangscharakteristik erfolgen. Vorteilhafter ist es jedoch, eine Drehung der Empfangscharakteristik unter Beibehaltung des gleichen Neigungswinkels vorzunehmen. Die Drehung der Empfangscharakteristik kann dabei in bekannter Weise rein mechanisch oder auch elektrisch erfolgen, also in der gleichen Weise, wie im allgemeinen die Rotation der Empfangscharakteristik erreicht wird.
Die Fig. I und 2 zeigen Peileinrichtungen, bei denen das erfindungsgemäße Verfahren angewandt ist.
Bei der Peileinrichtung nach Fig. 1 werden die Empfangsspannungen bei verschiedenen Drehwinkeln der Empfangscharakteristik C miteinander verglichen.
Die Maximumrichtung M der Empfangscharakteristik rotiert dabei um die Achse R-A, mit der sie einen Winkel a einschließt, der in bekannter Weise gewählt ist. Die Rotation der Empfangscharakteristik wird in besonders vorteilhafter Weise dadurch erreicht, daß eine rotierende Blende vorgesehen ist, die nacheinander Teile des Strahles abdeckt und so die gewünschte Verzerrung der Empfangscharakteristik ergibt.
Der Peiler wird zunächst auf das Objekt mit Hilfe einer Grobeinstellung gerichtet. Die Korrektur dieser Richtung z. B. infolge der Bewegung des Objektes wird durch die Feineinstellung um die aufeinander senkrechten Achsen A und B selbsttätig ausgeführt.
Maßgebend für die Betätigung der Nachstellung ist die Schwankung der Ausgangsspannung U des Empfängers E : bei der Rotation der Empfangscharakteristik Die Ausgangsspannung des Empfängers wird bei verschiedenen Drehwinkeln, z. B. bei den Stellungen o und I80" und bei den Stellungen 90 und 270°, miteinander verglichen. In den angegebenen Stellungen der rotierenden Charakteristik wird z. B. in der Stellung o" der Kondensator Cl über den in Abhängigkeit von der Rotation betätigten Umschaltkontakt K1 auf die Spannung U21 und in der Stellung I80" der Kondensator C2 über einen entsprechend betätigten Umschaltkontakt K2 auf die Spannung UR2 aufgeladen.
Die beiden Kondensatoren werden in den darauffolgenden Zeiten durch zwangsläufiges Schließen der Kontakte K2 und K auf den Kondensator C2 geschaltet, der sich auf die Differenzspannung der beiden Kondensatoren auflädt. Die Spannung an dem Kondensator C3 ist ein Maß für die Abweichung der Peilrichtung in bezug auf die Nachdrehachse A und steuert einen Motor M zur Verstellung der Achse A.
Dies geschieht beispielsweise in folgender Weise.
Der Kondensator C3 ist an die Gitter einer Gegentaktverstärkerröhre V geschaltet. Ist die Spannung an dem Kondensator C3 Null, so fließen gleich große Anodenströme R und R', so daß kein Ausgleichstrom durch die Steuerwicklungeh wlz und wly der Relais X und Y fließt. Bei einer Abweichung des Zieles von der Rotationsachse wird der Kondensator C3 entsprechend geladen, so daß die Anodenströme verschieden werden.
Der Steuerstrom durch die Wicklung w12 und W11, bewirkt eine Verstellung der Relais. Es ist bekannt, daß bei einer Nachlaufsteuerung, bei welcher der Nachlaufmotor auf Rechts- oder Linkslauf oder auf Stillstand geschaltet wird, in den meisten Fällen ein Pendeln auftritt. Die Steuerrelais X und Y des Motors M besitzen daher Hilfswicklungen w2z und w2,,, die z. B. von einem Wechselstrom von 50 Hz gespeist werden und die Relais im Rhythmus dieser Frequenz umlegen.
Die Anschaltung des Nachsteuermotors M ist dann derart vorgenommen, daß sein Anker bei der Bewegung der Relais keinen Strom erhält. Durch einen Steuerstrom in den Steuerwicklungen wird das Verhältnis von Öffnungszeit zu Schließungszeit so geändert, daß der Anker Stromimpulse erhält und entsprechend der Größe der Impulse in Umdrehung versetzt wird. Mit diesem Motor kann eine Gleichstrom-Tachometermaschine T gekuppelt sein, die auf weitere Hilfswicklungen W3Z und ,, der Relais arbeitet und in an sich bekannter Weise eine Dämpfung des Regelvorganges bewirkt. Die beschriebene Nachstelleinrichtung für die Zeiteinstellachse A ist für die Achse B in der gleichen Weise auszuführen, nur mit dem Unterschied, daß dort Kondensatoren in den Stellungen 90 und 2700 der rotierenden Charakteristik aufgeladen werden.
Vorteilhaft ist es dabei, bei bleibenden Abweichungen nach einer bestimmten Richtung oder bei Überschreitung eines bestimmten Maximalwertes eine Nachstellung durch eine nicht dargestellte Grobeinstellvorrichtung vorzunehmen und die Feinen stellvorrichtung in die Ausgangslage zurückzuführen. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß die Feineinstellachse A bzw. B einen Relais stromkreis steuert oder gegebenenfalls über ein Getriebe Gt ein Potentiometer verstellt.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 nutzt die verschiedene Phasenlage einer von der Empfangsintensität abhängigen Wechselspannung aus. Durch einen beispielsweise auf der Rotationsachse aufgesetzten Zweiphasengenerator G werden zwei um 900 gegeneinander phasenverschobene Wechselspannungen der Rotationsfrequenz erzeugt. Die Ausgangsspannung des Empfängers E wird in Gl gleichgerichtet und die der Rotationsfrequenz entsprechende Grundfrequenz in F ausgesiebt. Nach eventueller Verstärkung im Verstärker V' wird die so gewonnene Grundfrequenz je mit einer der durch den Generator G erzeugten Wechselspannungen in einer auf Phasendifferenzen ansprechenden Einrichtung verglichen.

Claims

Dargestellt ist die Verwendung einer bekannten Gleichrichterbrücke, bestehend aus den Gleichrichtern GI, und Gel2, die insbesondere Trockengleichrichter sind, und den Widerständen R, und R2. Die von der Empfangsintensität abgeleitete Grundfrequenz wird der Brücke über den Übertrager Ü, die von dem Generator G herrührende Vergleichsspannung über den Übertrager Ü' zugeführt. Die im Ausgang der Brücke auftretende Gleichspannung ist dann bekanntlich ein Maß für die Phasenabweichung und wird dementsprechend zur Steuerung der Relais X, Y über die Steuerwicklungen zelle, W1i, benutzt. Die übrige Einrichtung für die Nachstellung der Nachstellachse A entspricht der an Hand der Fig. I behandelten, so daß sich eine weitere Erläuterung erübrigt. Für die Nachstellung der B-Achse ist eine gleichartige Brücke vorzusehen, der die Vergleichsspannungen bei I, 2 und 3, 4 zugeführt werden. Auch die übrigen Nachstelleinrichtungen sind für diese Achse entsprechend aufgebaut PATENTANSPRÜCHE : I. Verfahren zur selbsttätigen Peilung von orts veränderlichen Zielen mit optischen oder quasioptischen Wellen unter Anwendung einer scharf gebündelten Richtcharakteristik, die um eine gegen die Maximalrichtung geneigte Achse rotiert, dadurch gekennzeichnet, daß bei verschiedenen Drehwinkeln der Empfangscharakteristik der jeweiligen Empfangsintensität proportionale Spannungen paarweise miteinander verglichen und die sich dabei ergebenden Spannungsdifferenzen zur Nachstellung der Empfangscharakteristlk in beiden Richtungen eines Koordinatensystems benutzt werden.
2. Verfahren zur selbsttätigen Peilung von ortsveränderlichen Zielen mit optischen oder quasioptischen Wellen unter Anwendung einer scharf gebündelten Richtcharakteristik, die um eine gegen die Maximalrichtung geneigte Achse rotiert, dadurch gekennzeichnet, daß eine von der Empfangsintensität abhängige Wechselspannung je mit einer von zwei um einen bestimmten Winkel gegeneinander phasenverschobenen Wechselspannungen der gleichen Rotationsfrequenz in auf Phasendifferenzen ansprechenden Einrichtungen miteinander verglichen und die Abweichung der Phasenlage zur Nachstellung der Empfangscharakteristik in beiden Richtungen eines Koordinatensystems benutzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleich der Spannungen bei solchen Drehwinkeln bzw. bei einer solchen Phasenlage vorgenommen wird, daß sich ein rechtwinkliges Koordinatensystem ergibt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Nachstellung der Empfangscharakteristik der Neigungswinkel der Rotationsachse gegen die Maximumrichtung der Empfangscharakteristik unverändert bleibt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei bleibenden Abweichungen nach einer bestimmten Richtung oder bei Überschreitung einer Maximalabweichung selbsttätig eine Nachstellung durch eine Grobeinstellvorrichtung erfolgt und die Feineinstellvorrichtung in die Ausgangslage zurückgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotation der Empfangscharakteristik durch eine rotierende Blende bewirkt wird, die nacheinander Teile des Strahles ablenkt und so die gewünschte Verzerrung der Empfangscharakteristik ergibt.