DE897724C

DE897724C - Transmitter arrangement serving for azimuthal direction determination by means of rotating directional radiation

Info

Publication number: DE897724C
Application number: DEL4867D
Authority: DE
Inventors: Dietrich Erben
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1944-04-13
Filing date: 1944-04-13
Publication date: 1953-11-23

Description

Zur azimutalen Richtungsbestimmung mittels rotierender Richtstrahlung dienende Sende anordnung Es sind Verfahren zur azimutalen Richtungsbestimmung mittels rotierender Richtstrahlung bekannt, bei denen der Nulldurchgang einer rotierenden Strahlung mit ausgeprägtem Minimum durch den Empfangsort beobachtet und die Zeit bestimmt wird, die zwischen der Aussendung eines ungerichteten Signals, das beim Durchgang des Minimums der Strahlung durch eine ausgezeichnete Richtung, z. B. der Nordrichtung, und dem Durchgang des Minimums durch den Empfangsort verstreicht.For azimuthal direction determination by means of rotating directional radiation Serving transmission arrangement There are methods for azimuthal direction determination by means of rotating directional radiation known in which the zero crossing of a rotating Radiation observed with a pronounced minimum through the receiving location and the time is determined between the transmission of an omnidirectional signal that occurs during Passage of the minimum of radiation through a distinct direction, e.g. B. the North, and the passage of the minimum through the receiving location elapses.

Weiterhin sind Verfahren bekannt, bei denen scharf gebündelte Richtstrahlen rotieren, insbesondere zwei Strahlen mit verschiedener Geschwindigkeit oder mit entgegengesetzter Drehrichtung, und bei denen aus der Impulsfolge (Zeit zwischen zwei Impulsen) der beiden Strahlungsdurchgänge durch den Empfangsort auf die Richtung geschlossen werden kann. Bei dem letztgenannten Verfahren tritt der Nachteil auf, daß die Impulsfolge (Strahlungsdurchgänge) infolge der begrenzten Umdrehungsgeschwindigkeit des Antennensystems klein ist. Die vorliegende Erfindung gibt eine Sendeanordnung an, durch die die Impulsdichte außerordentlich gesteigert werden kann. Außerdem hat die Erfindung den Vorteil einer geringen Störanfälligkeit durch Feindeinwirkung bei gleichzeitiger nicht unerheblicher Vergrößerung der Reichweite.Furthermore, methods are known in which sharply bundled directional beams rotate, especially two beams at different speeds or with opposite direction of rotation, and those from the pulse train (time between two pulses) of the two radiation passages through the receiving location on the direction can be closed. The latter method has the disadvantage that that the pulse train (radiation passages) due to the limited speed of rotation of the antenna system is small. The present invention provides a transmission arrangement through which the momentum density can be increased extraordinarily. aside from that the invention has the advantage of a low susceptibility to failure by enemy action with a not inconsiderable increase in the range at the same time.

Die Erfindung besteht in einer zur azimutalen Richtungsbestimmung mittels rotierender Richtstrahlung dienenden Sendeanordnung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß scharf gebündelte rotierende Richtstrahlen impulsartig getastet werden, derart, daß sich der zeitliche Abstand zwischen zwei Impulsen proportional dem geographischen Winkel ändert. -Als umlaufende Markierungslinie dient gemäß Abb.I das Maximum einer eng gebündelten Richtkeule R (z. B. 100), das durch ein rotierendes Antennensystem A erzeugt wird. Zwecks Erhöhung der Impulszahl (Strahlungsdurchgänge) im Empfänger kann ein Mehrfachantennensystem verwendet werden mit den weiteren Antennen A1, A2, A3, 4, A6. Ist die Bestreichung nur eines Kreissektors erforderlich, so wird vorzugsweise nur der Antennensektor mit Energie beaufschlagt, der jeweils in den gewünschten Sektor hineinstrahlt. Im anderen Fall werden sämtliche Antennensysteme gleichzeitig zur Ausstrahlung benutzt. In dem angegebenen Beispiel besteht das rotierende Antennensystem aus sechs Sektoren, die jeweils einen Offnungswinkel von 600 haben. Die Antennenumdrehungszahl sei zwei pro Sekunde; mithin gehen zwölf Strahlungsdurchgänge in der Sekunde durch einen festen Empfangs ort. The invention consists in an azimuthal direction determination by means of rotating directional radiation serving transmitting arrangement, which is characterized is that sharply bundled rotating directional beams are scanned in a pulse-like manner, in such a way that the time interval between two pulses is proportional to the geographical Angle changes. -As a circumferential marking line, as shown in Fig tightly bundled directional lobe R (e.g. 100), which is caused by a rotating antenna system A is generated. To increase the number of pulses (radiation passes) in the receiver a multiple antenna system can be used with the additional antennas A1, A2, A3, 4, A6. If only one sector of the circle needs to be covered, it is preferred only the antenna sector is energized, which is in each case in the desired Sector radiates in. In the other case, all of the antenna systems will be at the same time used for broadcast. In the example given, there is the rotating antenna system from six sectors, each with an opening angle of 600. The antenna speed be two per second; therefore twelve radiation passes go through per second a fixed receiving location.

Jede einzelne Richtkeule selbst wird mit kurzen Ultrahochfrequenzimpulsen getastet, deren Rhythmus das jeweilige Azimut des Maximums kennzeichnet. Die einfachste hier vorgeschlagene Kennzeichnung besteht in einem Impulspaar, dessen zeitlicher Abstand proportional mit dem geographischen Winkel wächst, z. B. wird die Keule nach je I°' räumlicher Drehung des Antennensystems zweimal getastet. Der zeitliche Abstand zwischen beiden Impulsen betrage I I/a Sekunden bei Kurs IO (wobei a eine Konstante ist, die später definiert wird), Izla bei Kurs 20) I3/a bei Kurs 3°... Every single directional lobe itself is produced with short ultra-high frequency pulses keyed, the rhythm of which marks the respective azimuth of the maximum. The easiest The designation proposed here consists of a pair of pulses whose time Distance grows proportionally with the geographical angle, e.g. B. becomes the club keyed twice after every I ° 'spatial rotation of the antenna system. The temporal one The distance between the two impulses is I I / a seconds at course IO (where a is a Is constant, which will be defined later), Izla at course 20) I3 / a at course 3 ° ...

6g/a bei 590 und 70/a bei 600. Der Vorschlag, bei 1 I/C1 zu beginnen, anstatt von Anfang an proportionale Werte zu nennen, geschieht mit Rücksicht auf die ins Auge gefaßte Sendeanordnung.6g / a for 590 and 70 / a for 600. The suggestion to start at 1 I / C1 instead of naming proportional values from the start, this is done with consideration for the envisaged transmission arrangement.

Eine ganze Umdrehung des Antennensystems erfolgt in dem angegebenen Beispiel in 1/2 Sekunde, eine Umdrehung um IO daher in 1/720 Sekunde. One full revolution of the antenna system takes place in the specified Example in 1/2 second, one rotation around IO therefore in 1/720 second.

Der weiteste Abstand zwischen zwei Impulsen eines Impulspaars (bei 600), das ist 70/a, muß noch deutlich von der Kennung des darauffolgenden Impulspaars unterscheidbar sein; nehmen wir an, er betrage ein Drittel des Abstands, dann ist 70/a = 1/3 1/720 = 1/2lag und a = I51 200. Der kleinste Impulsabstand innerhalb eines Paars beträgt somit 1/13?as Sekunden, der größte Impulsabstand 1/2160 sekunden.The furthest distance between two pulses of a pulse pair (for 600), that is 70 / a, must still be clear from the identification of the subsequent pulse pair be distinguishable; if we assume that it is a third of the distance, then is 70 / a = 1/3 1/720 = 1 / 2lag and a = I51 200. The smallest pulse spacing within of a pair is 1/13? a second, the largest pulse interval 1/2160 seconds.

Zur Erzeugung der erforderlichen Impulspaare wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung eine Sendeanordnung vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß mittels eines Festgenerators und eines variablen Generators eine variable Mischfrequenz erzeugt wird und die Schwingungen dieser Mischfrequenz in bekannter Weise in Impulse gleicher Richtung umgeformt werden. Die Frequenz des Festgenerators und die des variablen Generators ist gemäß dem angeführten Beispiel so zu wählen, daß die Mischfrequenz von 1080 bis 6872 Hz veränderbar ist. To generate the required pulse pairs, according to a further development proposed a transmission arrangement of the invention, which is characterized in that that by means of a fixed generator and a variable generator a variable mixing frequency is generated and the oscillations of this mixing frequency in a known manner in pulses formed in the same direction. The frequency of the fixed generator and that of the variable generator is to be selected according to the example given so that the mixing frequency can be changed from 1080 to 6872 Hz.

Diese Mischfrequenz wird in bekannter Weise zu Impulsen gleicher Richtung mit der Frequenz 2.in60 bis I3 745 Hz umgeformt. Durch ein Kippgerät, das durch die mechanische Drehung der Antenne selbst gesteuert wird, wird nach jeweils 1/720 Sekunden nur ein Impulspaar durchgelassen. This mixing frequency becomes equal to pulses in a known manner Direction converted with the frequency 2.in60 to I3 745 Hz. Through a tilting device that controlled by the mechanical rotation of the antenna itself, will after each 1/720 seconds only one pair of pulses passed.

Die exakte Synchronisierung erfolgt zweckmäßigerweise durch die Impulse vor der Gleichrichtung selbst. Die Impulsfrequenz wird synchron mit der Drehung des Antennensystems von I3 745 Hz = 21I6o Hz linear verändert. Da der variable Niederfrequenzgenerator während des Rücklaufs des Regelkondensators nicht verwendet werden kann, sind zwei Generatoren abwechselnd in Betrieb zu nehmen. The exact synchronization is expediently carried out by the pulses before the rectification itself. The pulse frequency becomes synchronous with the rotation of the antenna system changed linearly from I3 745 Hz = 21I6o Hz. As the variable low frequency generator can not be used during the return of the regulating capacitor are two Alternately commissioning generators.

In der Abb. 2 ist eine solche Sendeanordnung schematisch dargestellt. Ein Festgenerator G1 mit der beispielsweisen Frequenz von 50 ooo Hz wird mit einem variablen Generator G2, dessen Frequenz zwischen 51 o80 Hz und 56 872 Hz laufend veränderlich ist, in einer Mischstufe M überlagert. Such a transmission arrangement is shown schematically in Fig. 2. A fixed generator G1 with the example frequency of 50,000 Hz is with a variable generator G2, the frequency of which is between 51 o80 Hz and 56 872 Hz is variable, superimposed in a mixer M.

Eine Verzerreranordnung W bildet aus der über lagerungsfrequenz Impulse, die in einem Gleichrichter Cl gleichgerichtet werden. Ein von den Impulsen vor der Gleichrichtung gesteuertes Kippgerät K steuert eine Anordnung U, die lediglich ein Impulspaar während einer Drehung des Antennensystems um IO durchläßt, womit dann der Sender S ausgesteuert wird. In der Abb. 3 ist das Impulsbild dargestellt, das bei verschiedenen geographischen Winkeln des Antennensystems über den Sender ausgesandt wird. Der Abstand zwischen zwei Impulspaaren ist konstant t = 1/720 Sekunde, der Abstand zwischen zwei Impulsen eines Impulspaars ist z. A distortion arrangement W forms pulses from the superposition frequency, which are rectified in a rectifier Cl. One of the impulses before the Rectification controlled tilting device K controls an arrangement U, which is only one Pulse pair passes through during a rotation of the antenna system by IO, with which then the transmitter S is controlled. In Fig. 3 the impulse pattern is shown, the transmitted via the transmitter at different geographic angles of the antenna system will. The distance between two pairs of pulses is constant t = 1/720 second, the Distance between two pulses of a pulse pair is z.

Die Empfangseinrichtung besteht gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aus einem Hochfrequenzempfänger mit Demodulator für die empfangenen Impulse, einem Braunschen Rohr mit zwei Zeitspuren und einem Generator, z. B. The receiving device consists according to one embodiment of the invention from a high frequency receiver with demodulator for the received pulses, a Braunschen tube with two time tracks and a generator, e.g. B.

I2-Hz-Generator, der durch die Hüllkurve einer Schar von Impulsen synchronisiert wird. Die Zeitablenkung beider Spuren des Braunschen Rohrs erfolgt im gewählten Beispiel mit 12 Hz, und zwar nach Wahl geradlinig oder sinusförmig. Die Spur I wird mit so geringer Amplitude abgelenkt, daß sämtliche an einem Empfangsort aufgenommenen Zeichen mit unterschiedlicher Amplitude entsprechend der Richtcharakteristik des Senders sichtbar werden, im vorliegenden Beispiel zehn bis elf Impulspaare. In der Abb. 4 ist in der oberen Hälfte die Spur 1 dargestellt. Die Spur II wird mit sehr großer, aber ebenfalls fester Amplitude abgelenkt, so daß jeweils nur ein Impulspaar sichtbar wird (vgl. Abb. 4, untere Hälfte). I2-Hz generator that envelops a family of pulses is synchronized. The time deflection of both tracks of the Braun tube takes place in the chosen example with 12 Hz, either straight or sinusoidal. The track I is deflected with such a small amplitude that all at one receiving location recorded characters with different amplitudes according to the directional characteristic of the transmitter become visible, in the present example ten to eleven pulse pairs. In Fig. 4, track 1 is shown in the upper half. The track II is with a very large, but also fixed amplitude, so that only one The pair of pulses becomes visible (see Fig. 4, lower half).

Die Phasenlage beider Ablenkungen kann gemeinsam um einen beschränkten Wert geändert werden. The phase position of both deflections can be limited together by one Value can be changed.

Die Phase wird zunächst so eingestellt, daß das Maximum der Keule in Spur 1, d. h. daß das Maximum der Hüllkurve um die einzelnen Impulse über eine Festmarke kommt, sodann wird auf die linke Linie des nächstgelegenen Impulspaars eingestellt und schließlich nach Spur II diese Linie genau auf eine Festmarke 0 gerückt. Eine auf dem Braunschen Rohr vor Spur II gelegene Skala gestattet unmittelbar die Ablesung des Kurses, wenn lineare Ablenkung vorliegt. The phase is first adjusted so that the maximum of the lobe in lane 1, i.e. H. that this Maximum of the envelope around each Impulse comes over a fixed mark, then it is on the left line of the nearest one Pulse pair set and finally after track II this line exactly on one Fixed mark 0 moved. A scale located on the Braun tube in front of track II is permitted immediately the reading of the course when there is linear deflection.

Wird sinusförmige Ablenkung verwendet, so wird mittels Meßphasenkette die zweite Linie auf die Meßmarke geschoben und der Kurswert an der Meßkette abgelesen. If sinusoidal deflection is used, a measuring phase chain is used the second line is pushed onto the measuring mark and the course value is read off the electrode.

Mittels der beschriebenen Anordnung ist außer der eigentlichen azimutalen Richtungsbestimmung natürlich auch ein Zielflug möglich, da in diesem Falle nur die Lage der rechten (zweiten) Impulslinie, die sich rascher ändert als die linke, beobachtet werden muß. By means of the arrangement described, apart from the actual azimuthal one Direction determination of course also a target flight possible, since in this case only the position of the right (second) pulse line, which changes faster than the left, must be observed.

Claims

PATENT CLAIMS: I. For azimuthal direction determination by means of rotating Directional radiation serving transmission arrangement, characterized in that a sharply focused rotating beam is scanned like a pulse, so that the temporal The distance between two pulses changes proportionally to the geographical angle.

2. Transmission arrangement according to claim I, characterized in that for the purpose Increase in the number of pulses of several directional radiations at a fixed angle to one another be transmitted in rotation, in particular using a multiple antenna system.

3. Transmission arrangement according to claim I or 2, characterized in that that by means of a fixed generator and a variable generator a variable mixing frequency is generated, the half period of which was spaced from the desired temporal pulse corresponds, and the oscillation is transformed into pulses in the same direction in a known manner will.

4. Transmission arrangement according to claim 3, characterized in that by a tilting device controlled by the rotation of the antenna during a rotation step only one pair of pulses is transmitted.

5. Transmission arrangement according to claim 4, characterized in that the The tipping device is synchronized by the pulses prior to rectification.

6. Transmitter arrangement according to claims 3 to 5, characterized in that that the pulse frequency determining the frequency of the variable superimposed with the Rotation of the antenna system is changed linearly.

7. Receiving device for use in connection with the transmitting arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that after demodulation the received pulses are recorded on two tracks of a Braun tube, and that the deflection speed of both tracks is such that on track 1 the entire Envelope curve of the received pulses, but only one pair of pulses is visible on track II will.

S. Receiving device according to claim 7, characterized in that the maximum of the envelope, in particular the left one, by means of a phase shifter Line of the closest pulse pair, adjustable to a fixed mark and using The distance between the two pulses of the pulse pair can be determined on a scale above track II is.