DE909585C - Automatischer Peiler - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Peiler mit

direkter oszillographischer Anzeige und hat zur Aufgabe, eine optische Scharfabstimmung des Empfängers unter Beobachtung des oszillographisehen Anzeigebildes zu ermöglichen.

Es sind zahlreiche Peileinrichtungen bekannt, bei denen die Empfangsspannung einer rotierenden Richtantenne in Abhängigkeit von der Winkellage der Richtantenne in polaren oder kartesischen

ίο Koordinaten aufgezeichnet wird. Zu diesem Zweck wird einem Oszillographenstrahl eine phasenstarre lineare oder kreisförmige Zeitablenkung erteilt, über der der Amplitudenverlauf der Empfangsspannung dargestellt wird. Hierbei ergibt sich die Schwierigkeit, daß durch die frequenzabhängigen Phasendrehungen im Empfänger Laufzeitfehler entstehen. Durch die Rotation der Richtantenne wird die Empfangsfrequenz nämlich in zwei Seitenfrequenzen aufgespaltet, die unterschiedliche Phasendrehungen erfahren. Die Phasenlage der nach Gleichrichtung erhaltenen und zur Anzeige ausgewerteten Niederfrequenz hängt aber von der gegenseitigen Phasenlage der Seitenfrequenzen ab und wird daher ebenfalls verfälscht. Bei konstanter Rotationsfrequenz der Richtantenne und konstanter Phasencharakteristik des Empfängers für alle Frequenzen lassen sich diese Fehler im voraus kompensieren, wenn der Empfänger immer scharf auf den zu peilenden Sender abgestimmt ist.

Zur Erläuterung dieser Verhältnisse ist in Abb. 1 die resultierende Phasencharakteristik Ph eines Empfängers dargestellt. Wird eine Richtantenne

mit Doppelkreischarakteristik verwendet und der Empfänger scharf auf den zu peilenden Sender abgestimmt, dann treten zwei Seitenfrequenzen F_at undF_a.₂ auf, die symmetrisch zum Nulldurchgang a der Phasencharakteristik liegen, während die Trägerfrequenz selbst unterdrückt ist.

In Abb. 2 a sind die Seitenfrequenzen vor und nach Durchgang durch den Empfänger vektoriell dargestellt. Der gedachte Trägervektor, der eigent-Hch mit der Frequenz H rotiert, ist als feststehend angenommen, so daß die beiden Seitenfrequenzvektoren ι und 2 im Empfängereingang in entgegengesetzten Richtungen mit der Rotationsfrequenz A^r der Richtantenne rotieren. Aus Abb. ι ist nun ersichtlich, daß die niedrigere Seitenfrequenz eine Phasenverzögerung um den Winkel α _ai und die höhere eine Phasenbeschleunigung um den Winkel a _a2 erfährt. Beim Durchlauf durch den Empfänger werden daher die beiden Vektoren 1 und 2 in die Lagen i_a und 2_a gespreizt. Da die Phasencharakteristik in der Nähe des Nulldurchganges linear verläuft, sind die Winkel α _{0 t} und α „ ä einander entgegengesetzt gleich. Die Phase der nach Gleichrichtung erhaltenen Niederfrequenz, die, -wie bereits erwähnt, von der gegenseitigen Phasenlage der beiden Seitenvektoren abhängt, erfährt daher eine Verschiebung um den Winkel2 a_al gegenüber dem Wert, den sie bei Fehlen einer Laufzeitverzögerung haben würde. Da dieser Laufzeitfehler bei konstanter Rotationsfrequenz der Richtantenne und Phasencharakteristik (Durchlaßkurve) des Empfängers konstant bleibt, kann er im voraus, z.B. durch Drehung der Peilskala, kompensiert werden. In Abb. 2b sind die entsprechenden Verhältnisse für den Fall dargestellt, daß der Empfänger nicht mehr scharf abgestimmt ist und die Seitenfrequenzen auf der gleichen Seite des Nulldurchganges der Fhasencharakteristikj jedoch noch innerhalb des linearen Teils derselben, liegen. Wie man erkennt, ist die gegenseitige Phasenlage der Seitenfrequenzvektoren I₆ und 2_b im Ausgang des Empfängers die gleiche wie bei der Abstimmung α (Abb. 1), und es ändert sich daher auch nicht die Phasenlage der nach Gleichrichtung erhaltenen Niederfrequenz. Auch für diesen Fall bleibt der eingestellte Kompensationswert für den Laufzeitfehler richtig.

Anders liegen die Verhältnisse, wenn die Verstimmung so groß ist, daß die beiden Seitenfrequenzen nicht möhr im linearen Teil der Phasencharakteristik liegen, wie dies für die Abstimmungen c und d in Abb. 1 angedeutet wurde und in den Abb. 2c und 2d durch Vektorbilder erläutert ist. Die gedrehten Seiten vektor en schließen dann nicht mehr den gleichen Winkel ein, wie im Fall der richtigen Abstimmung, weil beispielsweise bei der Abstimmung c die Phasenverzögerung a_el der einen Seitenfrequenz wesentlich geringer ist als die Phasenbeschleunigung α C₂ der anderen. Sowohl für die Abstimmung c wie auch für d weisen die Seitenvektoren i_c, 2_C bzw. 1^, 24 einen geringeren Phasenunterschied auf als für die Abstimmungen a und Zj, denen gleiche und kompensierbare Phasenlaufzeiten entsprechen. Daraus ist ersichtlich, daß bei diesen Verstimmungen zusätzliche Laufzeitfehler auftreten, die durch die Kompensation nicht erfaßt werden.

Zur Erzielung einer fehlerfreien Peilanzeige reichen die im normalen Empfängerbau üblichen Methoden der Scharfabstimmung, die meist auf der Beobachtung des Amplitudenverlaufes der Empfangsspannungen beruhen, nicht aus, weil als Kriterium für die Richtigkeit der Abstimmung die Phasencharakteristik herangezogen werden muß. Gemäß der Erfindung wird daher vorgeschlagen, daß bei automatischen Peilern mit rotierender oder periodisch hin und her geschwenkter Richtcharakteristik und oszillographischer Anzeige der Empfangsspannung in Abhängigkeit von der Winkellage der Richtcharakteristik zur Ermöglichung einer abstimmungsabhängige Peilfehler vermeidenden Scharfabstimmung des Empfängers unter Beobachtung des oszillographischen Anzeigebildes der Oszillograph außer in Abhängigkeit vom Peilergebnis auch noch in Abhängigkeit von der Empfängerabstimmung derart beeinflußt wird, daß am Anzeigebild erkennbar wird, ob die durch die Rotations- bzw. Schwenkbewegung der Richtcharakteristik aus der Empfangsspannung erzeugten Seitenfrequenzen innerhalb des linearen Teils der Phasencharakteristik des Empfängers liegen. Zu diesem Zweck kann man gemäß einer Weiterbildung der Erfindung außer dem von Hand betätigten Abstimmelement noch ein oder mehrere in Gleichlauf befindliche, selbsttätig mit wesentlich geringerer Frequenz als die Rotations- bzw. Schwenkbewegung der Richtcharakteristik veränderte Abstimmelemente vorsehen,, die eine Abstimmänderung innerhalb eines Frequenzbereiches bewirken, in dem die Phasencharakteristik des Empfängers für die zur Peilung ausgewerteten Frequenzen linear verläuft.

Wie an Hand der Abb. 1 erläutert wurde, bleibt die Phase der nach Gleichrichtung erhaltenen Niederfrequenz so lange unverändert erhalten, wie sich die Seitenfrequenzen F₁ und -F₂ längs des geradlinigen Teils der Phasencharakteristik verschieben. Innerhalb dieses Bereiches wird daher eine Peilanzeige erhalten, die einen konstanten und daher kompensierbaren Laufzeitfehler aufweist. Wird die Abstimmung über den geradlinigen Teil der Phasencharakteristik hinaus nach oben oder nach unten verändert, dann treten zusätzliche, nicht kompensierbare Laufzeitfehler auf, die für die in Abb. ι und in Abb. 3 dargestellten Phasencharakteristiken bei beiden Verstimmungsrichtungen gleiche Vorzeichen aufweisen. Im Fall der Abb. 1 wird also beispielsweise ein negativer Laufzeitfehler bei Verstimmung erhalten, und das Anzeigebild wird sich, wie in Abb. 4 a dargestellt, aus der richtigen Lage Z₁ entgegen dem Uhrzeigersinn in die Lage Z drehen. Wenn die periodische Abstimmungsänderung gemäß der Erfindung innerhalb eines so schmalen Frequenzbereiches erfolgt, daß die Seitenfrequenzen in den Extremlagen der Abstimmung noch innerhalb des geradlinigen Teils

der Phasencharakteristik bleiben, dann erhält man bei scharfer Abstimmung eine ruhende Anzeige gemäß Bild Z₁. Bei Verstimmung nach oben oder nach unten beginnt die Anzeige jedoch sofort im Sinne des in Abb. 4 gezeichneten Pfeiles zu pendeln. Ähnlich liegen die Verhältnisse für die Phasencharakteristik nach Abb. 3, wenn die periodischeAbstimmungsänderung wieder derart erfolgt, daß das Frequenzspektrum F₁ bis F₂ innerhalb der

ίο linearen Teile der Phasencharakteristik in die Extremlagen F₁' und F₂ verschoben wird. Wie in Abb. 4 b dargestellt, pendelt bei schlechter Abstimmung das Anzeigebild ebenfalls, jedoch in entgegengesetzter Richtung als bei der Phasencharakteristik nach Abb. 1.

Das Auftreten einer ruhenden Anzeige zeigt also bei der Erfindung die richtige Abstimmung des Empfängers an. Es sei noch bemerkt, daß die Abstimmungsänderung auch größer sein kann als der

ao lineare Teil der Phasencharakteristik, denn das richtige Anzeigebild Z₁ kann ohne weiteres von den durch die periodische Verstimmung hervorgerufenen Fehlanzeigen unterschieden werden, weil es sich im Gegensatz zu den letzteren bei geringer Abstimmungsänderung nicht dreht. Es wird jedoch zweckmäßig sein, den Frequenzhub der periodischen Abstimmungsänderung veränderbar zu machen.

In Abb. 5 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Der rotierende Rahmen R ist über Schleifringe an die Mischstufe M angeschlossen. Die mit Hilfe des Oszillators 0 gebildete Zwischenfrequenz wird über den Zwischenfrequenzverstärker V dem Gleichrichter G zugeführt. Die Richtspannung dient zur Steuerung der radialen Ablenkung des Kathodenstrahles einer Braunschen Röhre B und wird zu diesem Zweck an eine Anode dieser Röhre gelegt. Der Antriebsmotor Mo des Rahmens steuert gleichzeitig einen Wechselstromgenerator Ge, der über einen sogenannten Kreiszeichner K an die Ablenksysteme eines Oszillographen angeschlossen ist und eine synchron mit der Rotation des Rahmens verlaufende Kreisablenkung des Kathodenstrahles bewirkt. Man erhält dann bei Steuerung der radialen Auslenkung des Kathodenstrahles mit zunehmender Empfangsspannung von außen nach innen in bekannter Weise die in den Abb. 4 a und 4b dargestellten Leuchtbilder.

Gemäß der Erfindung ist nun der Oszillator O außer dem von Hand aus betätigten Abstimmkondensator C₁ noch mit einem weiteren, zweckmäßig parallel zu diesem liegenden Kondensator C₂ versehen, der beispielsweise mit Hilfe eines Übersetzungsgetriebes vom Motor Mo angetrieben wird und eine selbsttätige periodische Abstimmungsänderung innerhalb kleiner Grenzen bewirkt.

Die Erfindung läßt natürlich noch zahlreiche andere Ausführungsformen zu. Beispielsweise kann die periodische Abstimmungsänderung auch auf elektrischem Wege unter Verwendung einer im Abstimmkreis liegenden Elektronenröhre erfolgen, deren dynamische Kapazität mit Hilfe einer Wechselspannung gesteuert wird. Ebenso ist die Erfindung auch bei oszillographischer Aufzeichnung der Empfangsspannung über einer linearen Zeitbasis anwendbar. Auch wenn unmittelbar die Hochfrequenz bzw. Zwischenfrequenz ohne vorhergehende Gleichrichtung zur Anzeige benutzt wird, entstehen Laufzeitfehler, die bei der in der erfindungsgemäßen Weise durchgeführten Scharfabstimmung vermieden werden.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Automatischer Peiler mit rotierender oder periodisch hin und her geschwenkter Riehtcharakteristik und oszillographischer Anzeige der Empfangsspannung in Abhängigkeit von der Winkellage der Richtcharakteristik, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermöglichung einer abstimmungabhängige Peilfehler vermeidenden Scharfabstimmung des Empfängers unter Beobachtung des oszillographischen Anzeigebildes der Oszillograph außer in Abhängigkeit vom Peilergebnis auch noc'h in Abhängigkeit von der Empfängerabstimmung derart beeinflußt wird, daß am Anzeigebild erkennbar wird, ob die durch die Rotations- bzw. Schwenkbewegung der Richtcharakteristik aus der Empfangsspannung erzeugten Seitenfrequenzen innerhalb des linearen Teils der Phasencharakteristik des Empfängers liegen.

2. Automatischer Peiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außer dem von Hand betätigten Abstimmelement noch ein oder mehrere in Gleichlauf befindliche, selbsttätig mit einer wesentlich geringeren Frequenz als die Rotations- bzw. Schwenkbewegung der Richtcharakteristik veränderte Abstimmelemente vorgesehen sind, die eine Abstimmungsänderung innerhalb eines Frequenzbereiches bewirken, in dem die Phasencharakteristik des Empfängers für die zur Peilung ausgewerteten Frequenzen linear verläuft.

3. Automatischer Peiler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer rotierenden Richtantenne oder eines Goniometers mit rotierendem Suchsystem die selbsttätige Abstimmungsänderung mit Hilfe eines Übersetzungsgetriebes durch den Antriebsmotor des Richtantennensystems erfolgt.

4. Automatischer Peiler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die selbsttätige Abstimmungsänderung mit Hilfe einer im Abstimmkreis liegenden Elektronenröhre erfolgt, deren dynamische Kapazität mit Hilfe einer Wechselspannung gesteuert wird.

5. Automatischer Peiler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzhub der periodischen Abstimmungsänderung veränderbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Q 5919 4.54