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Sendeanlage zur drahtlosen Ortsbestimmung nach dem Hyperbelprinzip
Die
Erfindullg bezieht sich auf eine Sendeanlage zur drahtlosen Ortsbestimmung nach
dem Hyperbelprinzip, bei der Signale verschiedener, aber harmonisch miteinander
in Beziehung stehender Frequenzen von im Abstand voneinander angeordneten Antennen
ausgesandt werden, so daß Positionsanzeigen von einem Empfänger erhalten werden
können, indem man die Phasen der empfangenen Signale miteinander vergleicht, In
solchen Anlagen können eine oder mehrere Antennen so betrieben sein, daß sie gleichzeitig
zwei Signale verschiedener, aber harmonisch miteinander in Beziehung stehender Frequenzen
aussenden, wobei die beiden Signale slo abgestimmt sind, daß sie einem Empfänger
derart verwandt werden können, daß sie ein Signal mit niedrigerer Frequenz als die
der beiden ausgestrahlten Signale erzeugen, Durch eine solche Anordnung ist es möglich,
an dem Empfänger einen Phasenvergleich zwischen den von den im Abstand voneinander
angeordneten Sendern ausgestrahlten Signalen bei einer niedrigeren Frequenz vorzunehmen,
als wenn nur ein Signal von jeder Antenne ausgestrahlt würde. Dadurch erhält man
eine gröbere und weniger mehrdeutige Positionsangabe. Werden die beiden Signale
von der Hauptstation ausgesandt, so müssen bei dieser Anordnung die Sendeengen der
Nebenstationen in Phase mit dem Signal niedrigerer Frequenz, das von denn beiden
Hauptsignalen abgeleitet wird, synchronisiert werden.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt, eine Sende anlage zur drahtlosen
Ortsbestimmung zu schaffen,
in der diese Phasenbeziehung zwischen
den Nebensendungen und dem Signal niedriger Frequenz, das von der Hauptsendung erhalten
wird, aufrechterhalten werden kann, obgleich eine der Sendungen, das Signal niedriger
Frequenz von der Hauptstation, nur mit Unterbrechungen gesandt wird.
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Erfindungsgemäß umfaßt das drahtlose Navigationssystem einen Hauptsender,
der so ausgebildet ist, daß er zwei Signale verschiedener, aber harmonisch miteinander
in Beziehung stehender Frequenzen in einer festen Phasenbeziehung zu einer gemeinsamen
Grundfrequenz aussendet, wobei die Frequenzenn so abgestimmt sind, daß die Signale
in einem Empfänger so miteinander verbunden werden können, daß sie ein Signal niedrigerer
Frequenz ergeben als jede der beiden ausgesandten FRequenzen. Ferner enthält das
drahtlose Navigationssystem einen oder mehrere Nebensender, die im Abstand von dem
Hauptsender angeordnet sind, wobei jeder Nebensender eine Vorrichtung zum Empfang
der Hauptsignale besitzt, sowie ferner einen Frequenzwandler, welcher einen Frequenzteiler
enthält. Der Frequenzwandler führt ein erhaltenes Signal über in ein Signal, welches
gleich der erwähnten niederen Frequenz oder einem Vielfachen davon ist. Das abgeleitete
Signal ist in bezug auf die Frequenz synchron dem erhaltenen Signal.
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Weiterhin enthalten die Nebensender Bauteile für die Kombinierung
der beiden empfangenen Hauptsignale. um ein Signal niedrigerer Frequenz zu erzeugen,
als da ausgestrahlte Hauptsignal sie besitzt, Um den Teiler in Synchronismus zu
bringen, sind Mittel vorhanden, durch die das erwähnte Signal niedrigerer Frequenz
an den Frequenzteiler der Frequenzwandelvorrichtung angelegt wird.
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Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß jede Periode der abgegebenen
Leistung des Teilers mit der entsprechenden Periode der aufgenommenen Leistung des
Teilers in Phase ist, Ein Frequenzteiler wird normalerweise ein Signal abgeben,
welches mit irgendeiner aus einer Anzahl von verschiedenen Perioden der Signale
höherer Frequenz in Phase ist, wobei die Zahl von dem Divisionsfaktor abhängt Durch
die beschriebene Anordnung wird der Teiler mit dem Signal niedrigerer Frequenz in
Synchroni.smtus gebracht, so dla8 es mit der entsprechenden Periode des Signals
höherer Frequenz in Phase ist. Unter der Voraussetzung, daß der Teiler auf die oben
beschriebene Weise genau synchronisiert ist, kann die Phase der abgegebenen Leistung
des Teilers allein durch das Signal höherer Frequenz gesteuert werden. Auf diese
Weise kann die Anordnung mit einem in Abständen verfügbaren Signal niedrigerer Frequenz
arbeiten, das den Teiler wieder in Synchronismus bringen würde, falls er durch eine
Störung, z. B. durch Stromunterbrechung, außer Takt gebracht sein sollte.
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Das erwähnte. in Synchronismus mit einem der empfangenen Signale
gehaltene Signal kann direkt von einem empfangenen Signal abgeleitet werden oder
es kann auch z. B. die abgegebene Leistung eines kristallgesteuerten Oszillators
sein, der in Synchronismus mit einem empfangenen Signal gebracht werden kann.
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Vorzugsweise wird der Hauptsender so ausgebildet, daß er zwei Signale
aussendet, die eine Frequenzdifferenz haben, die gleich der Grundfrequenz, von der
alle ausgesandten FRequenzen harmonische Schwingungen sind, ist. Die Frequenzwandler
im Nebensender oder in den Nebensendern enthalten einen Frequenzteiler, der so ausgebildet
ist. daß er eines der empfangenen Hauptsignale auf die Grundfrequenz teilt. Ferner
enthaltenn die Frequenzwandler Vorrichtungen, um den Frequenzteiler mit einem von
den beiden Hauptsignalen abgeleiteten Grundfrequenzsignal zu synchronisieren, Bei
dieser Anordnung kann der Nebensender oder von den Nebensendern jeder so ausgebildet
sein, daß er zwei Signale mit einer Frequenzdifferenz. die gleich der Grundfrequenz
ist auslsendet, um so einen Phasen, vergleich auf einem fahrbaren Empfänger zu ermöglichen,
wobei dieser Phasen, vergleich zwischen zwei Grundfrequenzs ignalen vorgenommen
wird.
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Wie oben erläutert, kann der Frequenzteiler so angeordnet sein, daß
er die Frequenz eines ununterbrochenen Signals, welches in Synchronismus mit einem
der empfangenen Hauptsignale steht, teilt und dabei synchron mit einem Signal niedrigerer
Frequenz, das von den intermittierenden Ausstrahlungen der Hauptstation abgeleitet
ist, zu sein. In dieser Anordnung können in dem Stromkreis Vorrichtungen angebracht
sein, um die beidenn erwähnten Signale niedrigerer Frequenz und das ununterbrochene
Signal höherer Frequenz ann den Eingang des Frequenzteilers zu legen. Es können
weitere Vorrichtungen vorhanden sein, die auf die Signale niedrigerer Frequenz ansprechen.
Dadurch soll die Amplitude herabgesetzb werden, wodurch die zugeführte Leistung
des Signals höherer Frequenz während der Perioden intermittierender Sendungen der
Hauptstation gemindert ist.
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Im folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben,
Im einzelnen stellen die Zeichnungenn dar: Fig. I ist ein Blockschema eines Hauptsenders
für das Navigationssystem ; Fig. 2 ist ein Blockschema einer Kristallverriegelungsinheit
für einen Nebensender; Fig. 3 ist ein Blockschema einer Verriegelungseinheit für
einen Nebensender; Fig. 4 zeigt einen Stromkreis des Frequenzteilers nach Fig. 2.
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Diese Anlage zur drahtlosen Ortsbestimmung verwendet vier Sendestationen,
von denen eine die Hauptstation, die gewöhnlich auf der sechsten harmonischen Schwingung
einer Grundfrequenz sendet, darstellt und die anderen drei Nebensender sind, die
gewöhnlich auf der achten, neunten und fünften harmonischen Frequenz senden und
als die roten, grünen und purpurnen Nebensender hekannt sind. Diese vier Stationen
bilden eine Kette.
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Die folgende Beschreibung bezieht sich, soweit es sich um die Sender
handlet, auf eine einzige Kette.
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Der Empfänger, der auf einem Fahrzeug verwendet
werden
kann, kann jedoch aus dem Bereich der einen Kette in den einer anderen bewegt werden.
Die verschiedenen Ketten sind einander ähnlich. Umeine Interferenz zu vermeiden,
arbeiten die verschiedenen Ketten auf etwas anderen Grundfrequenzen.
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Die Sendungen auf den obenerwähnten Frequenzen erlauben eine genaue
Positionsbes timmung durch Phasenvergleich im Empfangspunkt. Es dst indessen manchmal
auch noch eine gröbere, aber weniger zweideutige Positionsanzeige erforde rlJch
(beschrieben in der britischen Patentschrift 630698).
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Diese wird erreicht, indem man periodisch die Sendungen der verschiedenen
Stationen modifiziert.
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Die Flächen zwischen benachbarten Linien gleicher Phase in dem feinen
Netz, die einen Winkelbereich von 360 elektrischen Graden haben, werden bier als
Gassen bezeichnet werden. Das grobe Netz dient dazu, eine bestimmte aus einer Gruppe
von Gassen zu identifizieren. Aus diesem Grund werden die Sendungen, die ein grobes
Netz liefern, als Gassenidentifizierungssendungen bezeichnet. In der im folgenden
beschriebenen Anordnung werden die grünen und purpurnen Nebensendungen einmal in
der Minute für eine Zeitdauer von 1/2 Sekunde unterbrochen, und ein Signal der neunten
harmonischen Frequenz, d. h. der normalen grünen Frequenz, wird von dem roten Nebensender
zusätzlich mit dem Signal der achten harmonischen Frequenz gesendet. Gleichzeitig
wird ein Signal mit der fünften harmonischen Frequenz, d. h. mit der normalen purpurnen
Frequenz, von dem Hauptsender zusätzlich zu dem Signal mit der sechsten harmonischen
Frequenz gesendet. Während der Zeitdauer dieser Sendungen kann der Empfänger einen
Phasenvergleich zwischen den vom Haupt-und roten Nehensender erhaltenen Signalen
hei einer niedrigeren Frequenz vornehmen als bei derjenigen, bei der der Phasenvergleich
während der normalen Sendungen vorgenommen wird. Auf diese Weise kann man eine gröbere,
aber weniger doppelsinnige Positionsbestimmung vornehmen. wie dies ja auch in der
erwähnten britischen Patentschrift beschrieben ist.
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Die Unterbrechung der normalen Signale ist von solch kurzer Zeitdauer,
daß die normale genaue Poslitionsanzeige davon nicht betroffen wird. Der normale
Anzeiger kann gedämpft werden, um irgendeine sofort eintretende Änderung während
1/2 Sekunde zu verhindern.
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I5 Sekunden später werden die Sendungen des roten und purpurnen Senders
für die Zeitdauer von 1/2 Sekunde unterbrochen, während der grüne Sender während
dieser Zeit auf der achten und neunten harmonischen Frequenz und der Hauptsender
auf der fünften und sechsten harmonischen Frequenz sendet Dies liefert eine grobe
Positionsanzeige in bezug auf das grüne Netz. Nach weiteren 15 Sekunden werden die
Sendungen des roten und grünen Nebensenders für die Zeitdauer von 1/2 Sekunde unterbrochen,
während der purpurne Nebensender auf der achten und neunten und der Hauptsender
auf der fünften und sechsten' harmonischen Frequenz senden. Es ist ersichtlich,
daß in diesem Falle die Sendung des purpurnen Nebensenders unterbrechen und durch
zwei Sendungen auf anderen Frequenzen ersetzt werden muß Es folgt dann ein Zeitraum
von 1/2 Minute, in der die normalen Sendungen bis zur nächsten roten Netzidentifizierungssendung
abgestrahlt werden.
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Wie weiter unten beschrieben, wird das erforderliche Schalten an
den Nebensendern und in dem Empfänger automatisch mittels sehr kurzzeitiger Signale
von der Hauptstation gesteuert Diese Kontrollsignale bestehen aus einer kleinen
Fre quenzänderung für die Zeitdauer von 1/22 Sekunde.
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Fig. I ist ein Blockschema des Oszillators des Hauptsenders, der
Verriegelungseinheit und des Antennenspei sesystems. Ein Kristalloszillator I, der
als sehr stabiler Oszillator ausgebildet ist, speist einen Teiler 2, dessen abgegebene
Frequenz die Grundfrequenz des Systems ist. In allen Blcckschemas sind die angegebenen
Frequenzen harmonisch zu dieser Grundfrequenz. Dieses abgegebene Signal wird einem
Impulsgeber 3 zugeführt, dessen abgegebene Leistung eine Anzahl von kurz zeitigen
Impulsen enthält. Zumindest weisen die ersten zehn Impulse dieser harmonischen Frequenz
des Signals die gleiche Amplitude auf und haben genau die gleiche Mehrphasenbeziehung.
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Dies stellt die geeignete Phasenbeziehung aller abgestrahlten Signale
am Aufstellungsort des Hauptsenders dar. Das Impulsgebersignal wird deshalb als
Phasenstandard für das normale Signal des Hauptsenders und für das Identifizierungssignal
der Hauptgasse benutzt. Es wird an die Verstärker 4 und 4' angelegt. Der Verstärker
4 ist auf die sechste harmonische Schwingung abgestimmt, die von den normalen Hauptsignal
be nötigt wird und seine abgegebene Leistung wird dem Verstärker 5 zugeführt. Die
abgegebene Leistung des Verstärkers 5 wird der Antenne 6 zu geführt, nachdem sie
das geeichte phasenregulierende Goniometer 7, den Sperrverstärker 8, den Vorverstärker
9, den Kraftverstärker IO, den Hohlraumresonator 11, die Antennenkabelverbindung
mit dem Sperrkreis 12 und Antennenabstimmkreis I3 passiert hat. Eie Empfangswindung
14 ist mit der Erdleitung der Antenne gekoppelt und liefert eine Spannung, die um
90° gegenüber der des Antennen, stromes phasenverschoben. i ist Dieses Signal wird
durch die Leitung 15 an die Eingänge der Verstärker 16 und i6' zu'rückgegeben. Es
ist wünschenswert, zwischen die Leitung und die Verstärker einen Stufenkoppeltransformator
zu legen. Dabei ist der Transformator derart ausgebildet, daß er keine Phasenverschiebung
verursacht. Der Verstärker I6 liefert eine Phasenverriegelungsspannung, wenn er
mit der abgegebenen Spannung des Verstärkers im Diskriminatorkreis I7 verbunden
wird. Die Phasenverriegelungsspannung wird einem Elektronenphasensteuerkreis 18
zugeführt, der den Verstärker 5 beeinflußt, um die Phase der abgegebenen Leistung
zu steuern. Auf diese Weise kann eine feste Phasenbezichung zwischen der vom Verstärker
4 abgegebenen sechsten harmonischen Frequenz und der von der antenne 6
abgestrahlten
Funkwelle der sechsten harmonischen Frequenz aufrechterhalten werden. Die an die
Elektronnephasensteuerung angelegte Spannung wird durch eine Anzeigeeinheit 19 angezeigt.
Die Steuerspannung wird normalerweise durch Verstellung des Goniometers 7 von Hand
auf Null gehalten Die vorstehend beschriebenen Einrichtung lieferteinen normale
Hauptsendung auf der sechsten harmodischen Frequenz, die durch den Kristalloszillator
I stabil gehalten ist Für die bereins beschriebene Identifizierungssignalisierung
wird die normale Sendung unterbrochen und durch ein kurzdauerndes -Signal mit einer
anderen Frequenz ersetzt. Zwei Signalisierungsfrequenzen werden verwandt, von denen
die eine eine um 60 Hz geringere und die andere eine um 60 Hz höhere Frequenz als
die Normal frequenz besitzt Um den Beginn der Identifizierungssendung für das rote
Netz anzuzeigen, wird das um 60 Hz niledrigere Signal für die Dauer von 1/25 Sekunde
angelegt, für das grüne Netz wird das um 60 Hz höhere Signal für die Dauer von /25
Sekunde gesandt und für das purpurne Netz wird auf das um 60 Hz niedrigere sofort
das um 60 Hz höhere Signal gesandt.
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Für jede Gassenidentifizierungsperiode wird dem normalen Funksignal
für die Zeitdauer von 1/2 Sekunde eine Sendung des purpurnen Funksignals, d. h.
mit der fünften harmonischen Frequenz, zugegeben. Diese beiden Signale weisen dieselbe
Phasenbeziehung zueinander auf wie die abgegebene Leistung den Impulsgebereinheit
3.
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In Fig. 1 ist ein Synchronmotor 20 mit einer Welle 24 ausgerüstet,
der drehend die Schalter 21, 22 und 23 bei einer Umdrehung je Minute be ätigt.
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Der Schalter 2I schließt den Zeitmesser 25 für 1/2 Sekunde und den
Zeitmesser 26 für 1/25 Sekunde. Die hintere Kante des l12s Sekunde dauernden Impulses
des Zeitmessers 26 schließt den Zeitmesser 27 für 1/25 Sekunde. Der Halbsekundenzeitgeber
25 öffnet den Sperrverstärker 28, der während dieser Zeit Impulse der fünften harmonischen
Frequenz an die Antenne 6 durch die Einheften 9', IO', I und 12' durchläßt, die
ähnlich wie 9, 10, II und 12 ausgebildet sind. Das Signalisierungssignal mit der
um 60 Hz niedrigeren Frequenz wird durch den Kristalloszillator 29 erzeugt, der
mit einer um 60 Hz niedrigeren Frequenz schwingt wie der Oszillator I. Die abgegebene
Leistung des' Oszillator5 29 wird dem Sperrverstärker 30 zugeführt, der seinerseits
den Vorverstärker 9 speist. Das Funksignal mit der um 60 Hz höheren Frequenz wird
durch ähnliche Einheiten 29' und 30' erzielt. Die Sperrverstärker 30, 30' und 8
werden durch: die abgegebene Leistung der erwähnten Kommutatorschalter 22 und 23,
wie beschrieben, gesteuert. Da die Signale mit der fünften harmonischen Frequenz
nur kurzzeitig gesendet werden, ist ein Speicherkondensator vorgesehen. Dadurch
wird ermöglicht, daß die von dem Diskriminator 17' an die Elektronenphasensteuerung
18' geführte Spannung genügend lange aufrechterhalten wird, um die Spannung an dem
Spannungsmesser 32 ablesen zu können, Der Nebensender umfaßt eine Hilfskristallverriegelungseinhei-t,
eine Treibereinheit, und das Antennenspeisesystem. Eine Aufgabe der Nebenkristallverriegelungseinheit
besteht darin, eine kristallgestenerte abgegebene Leistung des Impulsgebers zu liefern,
welche der abgegebenen Leistung der Einheit 3 in Fig. I ähnlich ist, die: um einen
Betrag in der Phase nacheilt, der gleich den Phasendifferenzen ist, die durch die
Entfernung zwischen der Hauptantenne und der Nebensende'rantenne dargestellt werden:.
Eine zweite Funktion dieser Einheit bes:t'eht darin, ein gleichzeitiges Gassenidentifizierungsschalten
zu ermöglichen. Eine der Funktionen der Antriebseinheit istl darin zu sehen, daß
sie eine Synchronisation zwischen der Phase des von der ersten Einheit erhaltenen
Impulsgebersignals und der Phase des gesendeten Signals des Nebensenders herstellt
Eine zweite Funktion dieser Einheit ist es, Signalschleusen zu bilden, die von den
von der ersten einheit gelieferten Schaltvorgängen betrieben werden.
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Die Kristallverriegelungseinheit des Nebensenders ist in Fig. 2 in
einem Blockschema dargestellt. In der oberen rechten Ecke ist ein Impulsgeber 40
dargestellt, dessen abgegebenes Signal die Antriebseinheit speist. Das diesem Impulsgeber
zugeführte Signal wird von dem Teiler 41 erhalten. Dieser Teiler wird normalerweise
durch einen phalselngesteuerten Kristalloszillator, der mit der Hauptfrequenz arbeitet,
betrieben. Die Hauptfrequenz ihrerseits wird von dem erhaltenen Hauptsignal kontrolliert.
Dies läßt eine Vieldeutigkeit von 6 : 1 des Signals nach der Teilung zu, die durchh
eine einmal in der Minute stattfindende Verriegelung an dem Teiler durch ein Signal
korrigiert wird das dadurch erhalten wird, daß man das purpurne und das Hauptsignal,
d. h. die Signale mit der fünften und sechsten harmonischen Frequenz, die von dem
Hauptsender während der 1/2 Sekunde dauernden Zeit der Gassenidentifizierung gesendet
werden, überlagert.
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Eine Elektronenschalteinheit 42 wird verwandt, um die dem Teiler
zugeführte Leistung zu schalten.
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Das Signal mit der Hauptfrequenz wird von dem Oszillator 43 über einen
Signalbegrenzer 44 dem Eingang der Schalteinheit 42 zugeführt. Ebenso wird das während
der kurzzeitigen Gassemidentifizierungsseindung empfangene Signal der Grundfrequenz
an die Schalteinheit 42 über den Begrenzer 45 geführt. Diese Begrenzer werden benutzt,
um eine genauere Phasenverriegelung an dem Teiler zu gewährleisten, Das Signal mit
der Grundfrequenz wird von den Hauptsignalen erhalten, die von der Empfangsantenne
46 in der nachfolgend beschriebenen Weise aufgefangen werden. Die empfangenen Signale
werden einem Verstärker47, der auf die fünfte harmonische Schwingung abgestimmt
ist, zugeführt, auf den ein Kristallfilter 48, ein kalibriertes Goniometer 49 zur
Phasensteuerung und der Mischer 50 folgen. Die Empfangsantenne 46 wird zugleich
an den Verstärker 51, der auf die seciDste harmonische Frequenz abgestimmt ist,
geschaltet, auf den ein Kristallfilter 52, ein Verstär-
ker 53 und
der Mischer 50 folgen. Der dem Mischer 50 zugeführte Takt der Signale mit der fünften
und sechsten harmonischen Frequenz wird als Leistung davon abgegeben und dem Verstärker
54 zugeführt. Das abgegebene Signal in der Grundfrequenz des Verstärkers 54 wird
über eine Phasenverstelleinrichtung 55 an den bereits erwähnten Signalbegrenszer
45 gegeben. Eine Phasenstandardisierungsanzeige wird mittels des Diskriminators
56 erreicht, der die Phase der Signale in der Grundfrequenz der Verstärker 54 und
57 miteinr ander vergleicht Der Verstärker 57 wird mit Signalen dieser Grundfrequenz
von dem Teiler 41 gespeist. Die abgegebene Diskriminatorleistung wird von dem Röhrenvoltmeter
59 angezeigt, welches mit e'in:em Meß.schalter 58 versehen ist. Der Kri stall'os.zil-l
ator 43 wi rd: mit zwei Kontrollsignalen zur Kontrolle der Phase seiner abgegebenen
Lelistung versehen. Eines ist dabeio eine Schnellkontrolle und wird von einem Diskriminator
abgeleitet, der das empfangene Hauptsignal und das Signal mit der Hauptfrequenz
des Impulsgebers, 40 miteinander vergleicht. Das zweite ist eine Langsam- oder'
Fein kontrolle und wird von einem Diskriminator hergeleitet, der die beiden obenerwähnten
Signale nach der Frequenzvervielfachung miteinander vergleicht.
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Die Schnellkontrolle überholt die Feinkontrolle, wie im nachfolgen,
den in Einzelheiten beschrieben werden wird, und schaltet somit die Vieldeutigkeiten:
der Feinkontrolle, welche auf der Frequenzvervielfachung beruhen, aus. Die Schnellkontrolle
ist so angeordnet, daß sie nur dann in Tätigkeit tritt, wenn die Abweichung den
festgesetz'ten Be trag übersteigt.
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Der Diskriminator 60 der Schnellkontrolle vergleicht die Phase der
abgegebenen Signale auf der sechsten harmonischen Frequenz der Verstärker 53. und
61, Der Verstärker 61 wird on der abgegebenen Leistung des Impulsgebers 40 über
das geeichte Goniometer 62 und Verstärker 63 gespeist.
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Die abgegebene Leistung des Diskriminators 60 wird über einen mit
o, 5 Sekunden arbeitenden, Abschalter 65 dem 1 Fehlerschaltstromkreis 64 zugeführt,
wobei der Schalter 65 während der Gassenidentifizierungszeit den Vorgang blockiert.
Die abgegebene Leistung des Verstärkers 53 wird über den Vervielfacher i68 dem Verstärker
66 zugeführt.
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Ebenso wird die abgegebene Leistung des Verstärkers 6I durch einen
Vervielfacher 67 dem Verstärker 68 zugeführt. Der Diskriminator 69 vergleicht die
Phase der Signale von den Verstärkern 66 und 68 miteinander und seine abgegebene
Leistung wird an einen Gleichstromverstärker 70 und auch an das Phasenanzeigeinstrument
7I gelegt. Die abgegebene Leistung des Verstärkers 70 wird als Frequenzsteuerspannung
an den Kristall des Oszillabors 43 über einen Ausschalter 72 geführt, der eine Änderung
der Steuerspannung während der Gassenidentifizierungsperioden verhindert. Das Anlegen
einer Spannung an den Kristall hat eine leichte Frequenzänderung zur Folge und damit
eine langsame Änderung der Phase der abgegebenen Leistung. Während der 1/2 Sekunde
dauernden Gassenidentifizierungsperioden, wenn die Steuerspannung durch den Ausschalter
72 unterbrochen ist, schwingt der Oszillator mit derselben Frequenz weiter und hält
somit die erforderliche Phase der Nebensignale aufrecht. Die Unterbrechung der Verriegelung
mit dem Hauptsignal während dieser Perioden verhindert irgendwelche Fehler, die
auf ein Mischen der gesendeten Nebensignale der achtenn und neunten harmonischen
Frequenz zurückzuführen sind. Wie im vorhergehenden bereits erklärt, kann dieses
Mischen ein Signal der sechsten harmonischen Frequenz erzeugen.
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Ein Aussieben und Synchronisieren der drei Perioden der Gassenidentifizierung
(rot, grün, purpur) erhält man durch die Zeitgebervorrichtung, die das Plusfrequenzfilter
:73 und das Minusfrequenzfilter 74, umfaßt, die mit dem Ausgang des Verstärkers
5 1 gekoppelt werden, sowie die vier Elektronenzeitgeber 75, 76, 77 und 78. Durch
die Betätigung des 5-Sekunden-Zeitgebers 78 wird die rote, durch den 5-Sekunden-Zeitgeber
75. die grüne und durch die Betätigung der Zeitgeber 75 und 718 wird die purpurne
Periode ausgesiebt. Die Dauer der Sendungen wird durch den Halbsekundenzeitgeber
77 kontrolliert. Die 5-Sekunden-Zeitgeber 75 und 78 betätigen Röhren, um die Identifizierungsperioden
zu kennzeichnen. Sie wählen ebenfalls die Zeiten für den Betrieb der 0,4-Sekunden-Steuerung
aus, die an die Elektronenschalteinheit 42 angelegt wird, sowie die Zeit für die
0,5 Sekunden dauernde Sendung des Identifizierungssignals des Nebensenders. Der
0,4-Sekunden-Zeitgeber 76 ist so angeordnet, daß er alle Meßstrom'kreise für die
Phasenanzeigeinstrumente betätigt, die die Phasenablesung, die während der kurzzeitigen
Gassenidentifizierungssendungen erhalten werden, festhalten, um ein leichtes Ablesen
zu ermöglichen.
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Die abgegebene Leistung des Signalbegrenzers 414 wird ebenfalls an
einen Teiler 79 geführt, der seinerseits den Impulsgeber So speist. Der Teiler und
Impulsgeber sind ähnlich wie die entsprechenden 4I und 40 dargestellten Vorrichtungen
ausgebildet. Die abgegebene Leistung des Impulsgebers 8o wird als Bezugssignal zur
Standardisierung der Einheit verwandt. Zur Erreichung dieses Zweckes sind Phasenverstellvorrichtungen
vorgesehen.
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Um die Einheit zu standardisieren, werden die normalen zugeführten
Leistungen zu den Verstärkern 471, 511 und 63 abgeschaltet und durch das Bezugssignal
ersetzt. Die geeichten Goniometer 49 und 62 werden auf Null eingestellt. Der Phasenversteller
des Verstärkers 63 wird so eingestellt, daß er eine Nullablesung an dem Anzeiger
7I ergibt. Die Steuerung der Schalteinheit 42 wird in der Weise geschaltet, daß
die Verriegelung bei der Grundfrequenz und nicht bei der normalen oder sechsten
harmonischen Frequenz stattfindet. Der Phasenversteller 5.5 wird so eingestellt,
daß er eine Nullablesung an der Spannungsanzeige 59 ergibt, welche auf beständige
Ablesung geschaltet wird. Die Steuerung an der Schalteinheit 42 wird dann auf die
normale sechste harmonische Frequenz
zurückgeschaltet und der Phasenversteller
des Verstärkers 47 wird auf eine Nullablesung eingestellt.
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Die Goniometer qg und 62 werden sodann entsprechend eingestellt. Die
Einheit ist damit betriebsklar. Bei Dauerbetrieb kann die Betriebseinheit nicht
auf Einstellung oder Bezugnahme geschaltet werden. Diese Vorgänge können jedoch
an der Reserveeinheit vorgenommen werden. Nach der Einstellung kann die Vorrichtung
als Bezugseiniheit für die Einstellung der Betriebseinheit verwendet werden. Die
Leitung zum Betrieb der Nebentreibereinheit kann am Impulsgeber der Nebenkristallverriegelungseinheit
(in Fig. 2 dargestellt) erhalten werden. Diese wird am Ausgang des Impulsgiebers
40 abgegriffen. Die Ähnlichkeit der Filg. 3 und I ist derart groß, daß man nur die
kleinen Unterschiede zu beschreiben braucht. Ähnliche Einheiten in Fig. 1 und 3
wurden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Der Hauptunterschied besteht in
der Anordnung der Diskriminatorsteuerung.
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In Fig. 3 wird die abgegebene Leistung des Diskriminators 83 zu der
Spannung eines zweiten Diskriminators 84 addiert, dessen normale abgegebene Leistung
von der Phasendifferenz der abgegebenen Signalleistung der beiden Vervielfacher
8I und 8z abhängt. Die abgegebene Leistung des Diskriminators 84 ist abgeschnitten
oder begrenzt auf etwa ein Zehntel seines maximalen Wertes. Bei normalem Betrieb
erreicht die abgegebene Diskriminatorleistung niemals die Größe, bei der eine Begrenzung
einsetzt, und der Diskriminator 84 ist die Hauptkontrolle. Bei großen Fehlern arbeitet
der Diskriminator 83 als Betriebssicherung für den Diskriminator 84. Eine falsche
Phasenverriegelung, welche auf der Multiplikation beruht, kann durch geeigneteBetriebsvorkehrungen
unmöglich gemacht werden. Die wahrscheinlich eintretende, d. h. auszugleichende
Stellung würde einen Fehler von 300 in der Goniometereinstellung und einen sofort
auftretenden Fehler von 60P in der Antennenphaseneinstellung ausmachen. Die Fehler
addieren sich.
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Dies erfordert eine Korrektur von 900 von seiten der Elektronenphasekontrolle.
In der Praxis kann eine Korrektur von etwa 150° erzielt werden. Fig. 4 zeigt die
kombinierten Signale der beiden Diskriminatoren, wenn eine vierfache Vervielfachung
verwandt wurde. Diese Kurve wird dadurch erzielt, daß man die Sinuskurve, die die
Variation der Steuerspannung in Abhängigkeit von der Phase des Diskriminators 83
darstellt, mit der abgeschnittenen Sinuskurve der vierfachen Frequenz, die die Änderung
der Steuerspannung in Ahhängigl<eit von der Phase des Diskriminators 84 darstellt,
kombiniert. Wenn ein ungerader Vervielfachungsfaktor verwandt wird, erfolgt der
Abfall für die Verriegelung bei fehlerhaftem Nullniveau in der verkehrten Richtung.
Es besteht sodann kein Fehlersteuerbereich. Die Multiplikationsfaktoren der Vervielfacher
81 und 82 müssen deshalb geradzahlig sein.
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In Fig. 3 wird die abgegebene Diskriminatorleistung durch das Elektronenvoltmeter
86 angezeigt In dem Kanal für die normalen Nebensendersignale würde der Halteschalter
87 normalerweise auf fortlaufende Ablesung eingestellt sein.
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Andererseits würde in dem Kanal für die zusätz liche Gassenidentifizierungsfrequenz
der Schalter 87 so eingestellt sein, daß er die Ablesung festhält, die während der
kurzen Zeiträume erzielt wird, wenn die {Gassenildentifizilerungssignale gesandt
werden. Dieser zweite Kanal für die Gassenidentifizierungssignale wirdldurch dietgestrichelten
Linien 85 angedeutet, welche die entsprechende Treibereinheit darstellen, die der
schon beschriebenen ähnlich ist.
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Bei dem purpurnen Nebensender enthält die Treibereinheit drei Kanäle,
d. h. einen Kanal für die normalen purpurnen Frequenzsignale und einen zweiten und
dritten Kanal, die für die Gassenidentifizierungssignale der roten und grünen Frequenz
benutzt werden.
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Es ist ersichtlich, daß diese Gassenidentifizierungssignale mit der
Grundfrequenz des Systems verriegelt sein müssen. Ferner werden die Kristallphasenkontrollsignale
der Nebensender, einmal von der sechsten harmonischen Frequenz, dann von einer Frequenz,
die ein Vielfaches der sechsten harmonischen Frequenz darstellt, abgeleitet werden.
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Bei der purpurnen Nebensendestation ist diese vervielfachte Frequenz
die dreißigste harmonische Schwingung der Grundfrequenz. Die langsame oder vervielfachte
Frequenzsteuerung läßt 30 doppelsinnige Stellungen zu. Die Schnellsteuerung wird
von einer Frequenz der sechsten harmonischen Frequenz betrieben. Diese Kontrolle
verringert die Phasendoppelsinnigkeiten auf sechs Möglichkeiten.
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Die Grundfrequenz wird von dem Hauptsender nur als Taktangabe zwischen
der Hauptfrequenz, also der sechsten harmonischen Frequenz, und der purpurnen Frequenz.
die die fünfte Harmonische der Grundfrequenz ist, gesandt. Es ist deshalb ersichtlich.
daß die Verriegelung mit der Grundfrequenz nur während der Gassenidentifizierung
stattfinden kann. Die Versrelndung eines Teilers an der Nebensendestation bedeutet
eine Einrichtung, mit deren Hilfe man einen Grundfrequenzenphasenstandard von dem
Nebensender erhalten kann, indem man den Teiler mit der normalen Hauptfrequenz verriegelt,
unter der Voraussetzung, daß man die richtige der sechs Perioden der Verriegelungsfrequenz
für die Kontrollzwecke aussucht. Wenn man einmal die richtige Periode der sechsten
harmonischen Frequenz als Kontrolle eingestellt hat, wird die Kontrolle so lange
aufrechterhalten, bis eine Unterbrechtung in dem fortlaufenden Betrieb eintritt.
Bei dem beschriebenen System muß eine Unterbrechung in dem fortlaufenden Betrieb
des Hauptsignals bei jeder Identifizierungsperiode stattfinden. Mit Hilfe des Kristalloszillators
werden diese Unterbrechungen überbrückt und der dadurch gesteuerte Teiler wird die
Phase seiner geteilten Frequenz festhalten, mit Ausnahme solcher Störungen, wie
z. B. Stromunterbrechungen oder Auswechslung der verwendeten Steuerungseinrichtungen.
In diesem System wird der Teiler einmal richtig (während jedes Zyklus der Gassenidenti-
fizierung)
verriegelt. Diese Maßnahme gewährleistet, daß nicht mehr als eine falsche Identifizierung
infolge von Störungen möglich ist. Die Verriegelung des Teilers mit der Grundfrequenz
schaltet die letzte Phasendoppelsinnigkeit aus.
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Der Teilerkreis ist in Fig. 4 dargestellt. Das Bezugszeichen 201
bedeutet dabei die Eingangsteilerröhre und 202 ist die Ausgangsteilerröhre.
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Die beiden Röhren sind als positiv rückgekoppelte Verstärker geschaltet;
die Selbsterregung findet etwa in der Grundfrequenz statt. Wenn ein Signal mit Grundfrequenz
an das erste Steuergitter der Eingangsröhre 20I gelegt wird so ist die Frequenz
des Teilers damit verriegelt. Wird eine harmonische Frequenz der Rückkopplungsspannung
an dem zweiten Gitter der Röhre 20I, welches als Bremsgitter arbeitet, zugeführt,
so ist der Betrieb der Röhre unterbunden mit Ausnahme einer kurzen Zeit, der Periode
in der Grundfrequenz. Durch diese Anwendung wird eine Verriegelung der vervielfachten
Frequenz aufrechterhalten. Ein Klingeltransformator 203 ist in Reihe mit der Anode
der Röhre 201 geschaltet der die Signalgebung für die Impulsgeberröhre 204 liefert.
205 ist eine Phasenumkehrröhre, die die negativen Spitzensignale der Schaitröhren
206 und 207 in positive Signale umkehrt, die an den Eingang des Teilers gelegt werden.
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Den Schaltröhren 206 und 2,07 werden begrenzte Signale von den Signalbegrenzern
44 und 45 in Fig. 2 der sechsten harmonischen Frequenz sowie der Grundfrequenz zugeführt.
Der Betrieb der beiden Röhren wird durch die Relaiskontakte 20181 gesteuert. Das
Relais wird durch die empfangenen, geänderten Frequenzsignale gesteuert und so angeordnet,
daß sich die Kontakte jede Minute einmal für kurze Zeit öffnen, während die Signale
der fünften und sechsten harmonischen Frequenz von der Hauptstation gesandt werden.
Diese beiden Signale werden in dem Mischer 5:0 (Fig. 2) gemischt und das überlagerte
Grundfrequenzsignal wird an das Eingangsgitter der Röhre 207 gelegt. Die beiden
Röhren 206 und 207 haben einen gemeinsamen Kathodenwiderstand 209. Ihre Steuergitter
werden durch die Potentialteilekreise 210' und 211 sowie 2I2 und 213 derart vorgespannt,
daß, wenn die Röhre 207 leitend ist, die Röhre 206 ausgeschaltet ist. Auf diese
Weise wird ein Synchronisiersignal der Grundfrequenz einmal in der Minute an den
Phasenwandler 205 gelegt, während eine sechste harmonische Schwingung während der
übrigen Zeit der Röhre zugeführt wird. Die mit XY bezeichneten Stellen in dem Stromkreis
der Kontakte 208 sind mit einem Prüfschalter verbunden.
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In der normalen Stellung ist der Stromkreis durch den Prüfschalter
geschlossen. Der Prüfschalter ermöglicht während des 5 tandardislerungsvorgangs,
wie bereits beschrieben, den Stromkreis kontinuierlich zu öffnen, während die Phaseneinstellvorrichtung
55 eingestellt wird.
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Von der Phasenumkehrröhre 205 werden die Signale an die Röhre des
Teilereingangs20I gegeben. Die Röhre am Ausgang des Teilerkreises besitzt einen
abgestimmten Ausgangstransformator 214, von dem die Signale an den Diskriminator
96 (Fig. 2) geleitet werden.