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Empfangseinrichtung für Sendeanlagen zur drahtlosen Ortsbestimmung
Die
Erfindung bezieht sich auf eine Empfangseinrichtung zur drahtlosen Ortsbestimmung,
wobei die Phasen der Funksilgnale verschiedener, aber harmonisch aufeinander abgestimmeter
Frequenzen miteinander ve. rglichen werden.
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Für eine solche empfangseinrchtung wird zur Kontrolle der Einstellung
des Phasenzeigers ein Bezugs schwi nggenerator benötigt, welcher zur Erbeugung von
Schwingungen. aller in einem festen Phasenverhältnis stehenden Frequenzen dient.
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Dieser Bezugsschwinger erzeugt die zum Vergleich erforderlichen, in
einem festen Phasenverhälnis stehenden Schwingungen.
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Es war bisher üblich, einen Stabilen, mit einem Impulsgenerator gekoppelten.
Bezugsoszillator zu verwenden, welcher auf die Grundfrequenz der empfangenen elektromagnetischen
Schwingungen abgestimmt war (s. britische Patentschrif 625 983).
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Diese Anordnung Erzeute eine Reihe von harmeonischen Schwingungen,
welche in einer festen Phasenbeziehung zu einer gemeinsamen Grundfrequenz standen.
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Erfindungsgemäß wird bei der Empfangseinrichtung zur drahtlosen Ortsbestimmung,
bei der die Phasen delr funkwellen verschiedener, aber in harmonischer Beziehung
zueinander stehender Frequenzen verglichen werden, ein Bezugsschwinggereator besonderer
Art verwandt. Dieser Schwinggenerator dient zur Erzeugung verschiedener, aber in
fester Phasenbeziehung zu einer gemeinsamen Grundfrequenz stehender Frequenzen.
Ein. Empfänger zur Aufnahme eines der Funksignale sowie ein Verzerrungsgenerator
sind ilm Bezugsschwinggenerator enthalten. Der Verzerrungsgenerator wird
von
einem von dem empfangenen Signal abgeleiteten Signal derart erregt, daß er die in
einem festen Phasenverhältnis zu einer gemeinsamen Grundfrequenz stehenden Schwingungen
erzeugt. Diese Anordnung bietet Gewähr dafür, daß die Bezugssignale genau die benötigte
Frequenz aufweisen, und macht die Abstimmung eines Bezugsoszillators überflüssig.
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Dies ist besonders bei einer solchen Empfangseinrichtung von Bedeutung,
wie sie anderwärts bereits vorgeschlagen ist. Hierbei wird ein phasenvergleichender
Empfänger für das Ortsbesti mm.ungssystem Verwendet, der so ausgebildet ist, daß
er auf einer Anzahl von verschiedenen Bändern. oder Sätzen von Frequenzen arbeitet,
wobei die Grundfrequenzen für die einzelnen Bänder sich nur um kleine Beträge voneinander
unterscheiden. Es können schaltbare Erisitallfilterkrelise vervendet werden, um
die verschiedenen Signale nahe beienanderleigender Frequenzen zu trennen. Ferner
können durch die Vervendung eines solchen Kreises die Signale in den verschiedenen
Bändern getrennt werden und in den erfindungsgsmäß vorgestehenen Bezugsschwinggenerator
treten. Latzterer kann dabei leicht so angeordnet werden, daß er alle erwünschten
Bezugssignale in irgendeinem der Bänder erzeugt.
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Irgendeine verzerrte Wellenform, die die erwünschten harmonischen
Frequenzen in einer festen Phasenbexiehung. zu einer gemiensamen Grundfrequenz enthält,
kann dabei verwendet werden.
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Vorzugseise werden jedoch kurze Im. pulse benutzt, die Harmaonischen
der Grundfrequenz enthalten aund im wesentlichen die gleiche Amplitude haben. Der
Verzerrungsgenerator enthält deshalb vorzugsweise einen Impulsgenerator, der so
ausgebvildet ist, daß er eine Reilhe von kurzandaurenden Impulsen hervorbringt.
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Wenn der erwähnet Empfänger in dem Bezugsschwinggenerator so ausgebildet
ist, daß er ein Signal aufnimmt, dessen Frequenz ein Vielfaches der Grundfrequenz
der verschiedenen Frequenzen darstellt, kann ein Frequenzteilerkreis zwiscehen den
Empfänger und den Impulsgenerator gekuppelt sein, um den. letzteren mit der Grund
frequenz zu erregen, da dieses die höchste Frequenz darstellt, die verwandt werden
kann. weiteren Erfindungsmerkmale werden in der nachfolgenden beschreibung einer
Ausführungsform erläutert wrden, wobei die Zeichnung eine schematische Darstellung
einer Empfahgseinrichtung für ein drahtloses Ortsbestimmungssystem anderwärts bereits
vorgeschlagener Art aufzeigt.
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Die vorliegende Erfindung beschränkt sich in ihrer Anwendung jedoch
nicht auf ein bestimmtes Ortsbesti.mmungssystem, wie es hier Beschrieben ist, sondern
kann in Verbindung mit jeder drahtlosen Ortsbestimmungsempfangseinichtung verwandt
wefen, bie der dei Phasen der Funksignale verschiederner, aber harmonisch miteinander
in Be-Zeiehung stehender Frequenzen Verglichen werden.
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Die Sende einrichtung benutzt in vorliegendem Fall vier Frequenzen,
die normalerweise jede von. einer von vier im Abstand voeninander angeordneteen
sendestatonen ausgesant werden. Diese vier Firequenzen sind alle harmonisch zu einer
gemeinsamen Grundfrequenz, wobei die sechste harmonische Schwingung von der Hautsqution,
idie achte, neunte und fünfte harmonische Schwingung jede von einer der hilfsstatien,
die als die rote, grüne und purpurne Station Bezeichnet werden, ausgesandt werden'.
Diese vier Stationen. bilden eine Kette. Dile Empfangseinrichtung, die auf einem
Fahrzeug verwendet werden kann, kann jedoch aus dem Bereich der einen Kette in den
einer anderen kette bewegt werden und ist deshalb so ausgebildet, daß sie zusammen
mit einer Anzahl von verschiedenen Ketten verwandt werden kann, die einen ähnlichen
Aufbau aufweisen, jedoch mit einer etwas anderen Grundfrequenz arbeiten, um eine
Interferenz zu vermeiden. D'ie normalen Sendungen der vier Sender einer Kette werden
periodisch für kurze Zeit unterbrochen und durch Ausstrahlungen mit der fünften
und sechsten harmonischen Schwingeung von der Hauptstation sowie durch ausstrahlungen
mit der achten und neunten harmonischen Schwingung von einer Hifssation ersetzt,
wobei die drei Nebenstationen nacheinander mit aufeinanderfolgenden kurzzeitigen
Sendungen arbeiten. In der Zeichnung ist eine Empfangseinrichtung dargestellt, die
eine Antenne 10 enthält, die mittels eines Schalters 11 mit den Energiekreisen der
vier Verstärker 12, 13, 14 und 15 verbunden sein kann, wobei ein vErstärker jeweils
auf eine harmonische Schwingung, z. B. auf die sechste, fünfte, achte und neunte
harmonische Schwingung der Grundfrequenz, abgestimmt sein kann. Von dem Verstärker
gehen die Signale durch die Aufnahmedrollel-Kristallfilterkreise 16, 17, 18 und
19, die die Signale von den gewüsnschten, Ketten aussieben. Die Signale von den
drei nbensendern werden während der Perioden normaler Ausstrahlungen jedes mit den
Signalen von der Hauptstation verglichen (vgl. die britische Patentschrift 62048I),
um genaue Positionsanzeigen auf dem roten, grünen und purpurnen Phasenzeiger der
entsprechen, den Diskrimin ator- und Anzeigeeinheiten 20, 21 und 22 ZU ergeben.
Um einen Phasenvergleich zu bewirken, werden die Neybenisignale in der Fre2quenz
durch die Vervielfacher 23, 24 und 25 vervielfacht, ehe sie dem Diskriminator 20,
21 und 22 zugeführt werden. Die hauptsignale werden in der Frequenz durch die Vervielfacher
26, 27 und 28 vervielfacht, um die zweiten nergiespeisungen für die drei Diskriminatoren
zu bilden, Die Multi0-plikationsfaktoren der verschiedenen Vervielfacher werden
so gewählt daß die beiden zugeführten Leistungen zu jedem Diskriminator dieselbe
Frequenz aufweisen.
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Die periodischen kurzzeitigen Sendungen ermöglichen dadurch eine
gröbere Positionsangabe, daß man den Phasenvergleich zeitweilig bei einer niedrigeren
Frequenz ausführt, als dieses in den diskriminatoren 20 bis 22 möglich ist. Dies
ist anderwärts bereits vorgeschlagen. Es wird genügen, zu bemerken, daß der Hauptsendr
Kontrollsignale
aussendet, die durch die Kristallfilterkreise 29,
30 voneinander getrennt und dazu verwendet werden, die Schaltkriese zu steuern,
welche die empfangenen Signale während der kurzzeitigen Sendungen zwei weiteren
Diskiminator- und Anzeigeeinheiten 31, 32 zuführen.
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Um die Bezuggsignale in einer festen Phasenbeziehung zu einer gemeinsamen.
Grundfrequenz zu erzeugen, wird ein weiterer Verstärker 33 vorgesehen, der auf die
sechste Harmonische, d. h. auf die Haupt frequenz, abgestimmt ist. Die abgegebene
Energie des Verstärkers 33 wird durch einen Aufnahmedrossel-kristallfilterkreis
34 geleitet, um die Signale von nur einer Kette auszusieben, und von dort einem
Teiler 35 zugeführt. Dieser Teiler gibt ein Signal mit der Grundfruqenz ab, welches
an einen Impulsgeber 36 angelegt wird, dessen Signale kurze wiederkehrende Impulse
mit der Grund-Frequenz enthalten. Diese Impulse enthalten eine Reihe von harmonischen
Schwingungen der Grundfrequenz in einer festen Phasenbeziehung zu dieser gemeinsamen
Grundfrequenz. Unter der Voraussetzung, daj die Impulse kurz sind, bestizen die
verschiedenen harmonischen Schwingungen im wesentlichen dieselbe Amplitude. Der
Schalter Ii ist so angeordnet, daß er die Antenne 10 entweder mit den Verstärkern
12 bis 15 oder mit dem Verstärker 33 verbindet. Weitere Schaltkontakte 37 sind so
angeordnet, daß, w, enn die Antenne mit dem Verstärker 33 verbunden ist, die abgegebene
Leistung des Impulsgebers 36 den Verstärkern 12 bis 15 zugeführt wird. Diese abgegebene
Leistung liefert Bezugssignale in einer festen Phasenbeziehung zu einer gemeinsamen
Grundfrequenz, welche die Standard- oder Nullanzeige für alle Phasenanzeiger ist.
Diese Anzeigeinet rumente werden automatisch auf Null eingestellt, so daß man an
den Verstärkern keine Phaseinstellvorrichtungen benötigt.
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Es ist ersichtlich daß, da die dem Impulsgeber zugeführte Leistung
von dem empfangenen Hauptsignal abgeleitet wird, die von ihm erzeugten Bezugssignale
in der Frequenz genau gleich allen ausgesandte Signalen sind. Weiterhin wird der
Impufsgeber 36 ein Bezugssignal mit genauer Frequenz für jede der Ketten erzeugen,
die durch das Schalten der Aufnahmedrossel-Kristallfilterdkrise ausgesiebt werden
können. Obwohl als vorz. ugsweise Ausgestaltung eine Anordnung, die einen Impulserzeuger
verwendet, beschrieben ist so kann doch selbstverständlich jede Art von Verzerrungsgenerator,
der die gewünschten harmonischen Schwingungen in einer festen Phasenbeziehung zu
ei, nur gemeinsamen Grundfrequenz abgibt, verwandt werden.