DE918576C - Peilempfaenger mit rotierendem Goniometer und unmittelbarer Anzeige - Google Patents

Description

Bei den üblichen Peilern für unmittelbare Anzeige rotiert z. B. nach Fig. ι ein vom Motor M₀ stetig angetriebenes Goniometer G, das von einem Richtantennensystem D gespeist wird. Man erhält dann am Empfängereingang E zwei Frequenzen vom Abstand der doppelten Drehfrequenz des Goniometers, also die Senderfrequenz mit dem Modulationsgrad »Unendlich« . Die im Empfänger gebildete Zwischenfrequenz ZF besteht ebenfalls aus zwei Frequenzen im doppelten Abstand der Drehzahl. Diese Zwischenfrequenz wird in R gleichgerichtet, und, wenn eine Anzeige mittels Braunscher Röhre verwendet wird, die entstehenden Halbwellen (Fig. 2) werden als negative Spannung dem Gitter der Endverstärkerröhre K zugeführt. Dessen Anodenstrom fließt durch ein magnetisches Ablenksystem Q, das synchron mit dem Goniometer um die Braunsche Röhre B rotiert und so in bekannter Weise die Aufzeichnung einer Figur bewirkt, deren Lage die Richtung des empfangenen Senders angibt.

Für Peilempfänger mit rotierendem Goniometer ao bzw. rotierender Richtantenne gelten hinsichtlich der Dimensionierung der Bandbreite des Empfängers andere Überlegungen als bei normalen Peilempfängern; Empfindlichkeit und Selektion dürfen nämlich nur so weit gesteigert werden, daß Fehlanzeigen vermieden werden. Diese können dadurch auftreten, daß die durch die Rotation des Goniometers entstehenden beiden Seitenfrequenzen bei zu schmalem Durchlaßbereich des Empfängers und ungenauer Abstimmung in ihrer Phase gegeneinander eine Verschiebung erfahren. Überschreitet diese Phasenverschiebung ein zulässiges Maß, so wird auch eine Verdrehung des Bildes an der Braunschen Röhre und damit ein Peilfehler die Folge sein.

Während für normale Peilempfänger eine Bandbreite von 3 bis 5 Hz genügen würde, ergibt sich bei dem hier interessierenden Sichtanzeigeverfahren unter der Voraussetzung einer Umlaufzahl des Goniometers von 12 Hz für einen Peilfehler < 1° eine erforderliche Bandbreite von etwa 2500 Hz, so daß dieses Verfahren trotz seiner sonstigen Vorteile der Gehörpeilung hinsichtlich der Selektion bisher unterlegen ist. Aber auch die Empfindlichkeit des Empfängers kann nicht voll ausgenutzt werden; auch diese wird ja um so größer, je schmaler die Bandbreite gemacht wird, da dann infolge Beschneidung des Störpegels im Anschluß größere Verstärkung angewendet werden kann. Wie aber bereits erwähnt, muß diese Bandbreite mit Rücksicht auf die beiden Seitenfrequenzen groß gehalten werden, so daß man, auf das oben angewendete Beispiel bezogen, statt 3 Hz 2500 Hz wählen muß entsprechend einem Empfindlichkeitsverlust von 1/—^—^¹ Uo- Es ist auch nicht etwa möglich, die

gewünschte Siebung bei breitem Bandfilter erst nach der Gleichrichtung vorzunehmen. Zwar wird auch hier das Rauschspektrum beschnitten und eine größere Verstärkung möglich, doch kann die erhöhte Empfindlichkeit praktisch nicht ausgenutzt werden, da benachbarte starke Sender infolge der großen Bandbreite mitempfangen und infolge Kreuzmodulation auch durch an die Gleichrichtung anschließende Siebung nicht mehr beseitigt werden könnten. Infolgedessen würde die Anzeige der Braunschen Röhre durch diese Störsender beeinflußt (Fig. 3).

Um die aufgezeigten Mangel auszuschließen, wird daher erfindungsgemäß folgendermaßen verfahren: Außer der vom Goniometer gelieferten modulierten Spannung des Richtantennensystems wird die Spannung einer ungerichteten Antenne zu Hilfe genommen, und beide werden je einem Empfangskanal zugeführt, von denen der für die Hilfsspannung so selektiv wie möglich ist, während der andere einen Durchlaßbereich aufweist, der noch keine schädlichen Phasendrehungen innerhalb des durch die beiden Rotationsseitenfrequenzen gebildeten Spektrums bewirkt, und ferner werden die Hochfrequenzspannungen der beiden getrennten Kanäle multiplikativ gemischt und über ein Bandpaßfilter für die Rotationsfrequenz zur Anzeige gebracht.

In der Fig. 4 ist eine Ausführungsform der Erfindung als Beispiel dargestellt. Die vom Goniometer kommende Hochfrequenzspannung wird durch einen Empfänger E_x mit so großer Bandbreite geleitet, daß der Phasenfehler in den zulässigen Grenzen bleibt. Das Goniometer kann dabei mit beliebiger konstanter Umlaufzahl rotieren. Die von der ungerichteten Antenne U aufgenommene Hochfrequenzspannung gelangt in einen Empfänger E₂, dessen Bandbreite beliebig schmal, und zwar veränderlich gemacht werden kann. Der Oszillator O₁ und gegebenenfalls ein zweiter Oszillator bei zweifacher Transponierung ist für beide Empfänger gemeinsam. Die erhaltenen Zwischen- bzw. Tonfrequenzspannungen werden in einer Mischstufe M₁ multiplikativ gemischt, und das Produkt wird nach Gleichrichtung auf ein Tiefpaßfilter F bzw. einen auf die Goniometerdrehzahl abgestimmten Kreis von ungefähr 3 Hz Bandbreite (z. B. mechanischer Resonator) gegeben; die erhaltene sinusförmige Spannung von der Umlauffrequenz des Goniometers wird in bekannter Weise über ein Steuergerät und einen Verstärker Si z. B. auf.einen 36o°-Phasenmesser oder auf ein synchron mit dem Goniometer um eine Braunsche Röhre B rotierendes Ablenksystem gegeben, wodurch die Riehtung des einfallenden Senders eindeutig angezeigt wird. In Fig. 5 ist das Bild auf der Braunschen Röhre dargestellt.

Der Vorgang bei der multiplikativen Mischung ist folgender: Infolge der Rotation des Goniometers mit der Frequenz con entsteht von dem zu peilenden Sender mit der Frequenz coh am Eingang des Empfängers E₁ eine Spannung von der Form:

= U₁ · sin (üb t · sin co$ t

= ¹J₂ U₁ [cos (cob — con) t — cos (coa-1 ωχ) t].

In den zweiten, beliebig schmal zu stellenden Kanal E₂ gelangt die ungerichtete, unmodulierte Spannung

U₂ = U₂ ■ sin {cob t -f- φ),

wobei angenommen ist, daß die Spannungsvektoren U₁ und u₂ durch Laufzeitunterschiede und Abstimmungsfehler in den beiden Kanälen um den Winkel φ verschieden gedreht werden. Die multiplikative Mischung hinter den beiden Kanälen ergibt dann:

U₁ ■ u₂ = i/₂ U₁ [cos (H — N)

— cos (H + N)] ■ U₂ sin (H + φ)

= ¹U U₁ U₂ [sin (Η —Ν+ Η+ φ) + sin(H + φ~ Η + N)

— sin (H + N + H + φ)

— sin (H + ψ —H-N)],

wobei zur Vereinfachung

—Η und

= 2V

gesetzt ist.

Durch die anschließende niederfrequente Siebung no werden alle Frequenzen außer N abgeschnitten. Am Ausgang des Filters F entsteht somit eine Spannung:

u' = V₄ U' [sin (N + φ) — sin (— N + ψ)]

U' ^Χ15

= [sin (N + φ) + sin (N — φ)]

U' . _Λ7 U' .

= sin N ■ cos φ = cos φ · sm ωχ t,

2 2

deren Phase also unabhängig vom Phasenwinkel der sie erzeugenden Hochfrequenzspannungen ist. Nur ihre Amplitude ändert sich mit dem cos φ. Das Vorzeichen von cojyi, das darüber entscheidet, ob der Sender voraus oder achteraus liegt (Seitenbestimmung), ändert sich erst, wenn φ > ± 9-0° wird. Die

Bedingung, daß ψ < ± 90° bleibt, läßt sich leicht dadurch erfüllen, daß die Selektion in E₁ bzw. E₂ nicht durch Hintereinanderschaltung vieler breiter Abstimmkreise bzw. Bandfilter, sondern in einem einzigen Kreis erzielt wird, weil dadurch bei gleicher Bandbreite die Phasendrehung am geringsten ist. Eine Vorselektion bleibt dabei zulässig, wenn sie mindestens um eine Größenordnung breiter ist.
Das Empfängerrauschen wird bei der beschriebenen

ίο Anordnung durch die Bandbreite des Tiefpaßfilters F bestimmt. Dessen Bandbreite braucht nur so groß zu sein, daß die Einschwingzeit der zeitlichen Änderung der Einfallsrichtung des Senders genügt, etwa 3 Hz.

Die für das Zustandekommen eines einwandfreien Richtdiagramms erforderliche richtige Phasenlage zwischen gerichtet und ungerichtet aufgenommener Spannung braucht nicht im Empfängereingang hergestellt zu werden, sondern kann erst im Zwischenfrequenzteil gebildet werden, indem z. B. die Oszillator-

ao spannung dem einen Kanal mit 45 ° Voreilung, dem anderen mit 45 ° Nacheilung zugeführt wird. Durch diese Maßnahme wird die Eingangsschaltung des Empfängers erheblich vereinfacht, weil die frequenzabhängigen und daher schwierig abzugleichenden Phasenglieder fortfallen.

Durch das Vorhandensein der ungerichteten Antenne läßt sich zusätzlich eine Abhörmöglichkeit schaffen, wie dies an sich bei Peilempfängern vielfach üblich ist. Zu diesem Zweck ist ein zweiter OszillatorO₂ vorgesehen, der in der Mischstufe M₂ mit der ungerichtet aufgenommenen Hochfrequenzspannung eine Tonfrequenz ergibt, die über einen Verstärker V dem Telefon T zugeführt wird. Der eingestellte Sender kann auf diese Weise von der Goniometerdrehung unbeeinflußt abgehört werden. Dies ist besonders wichtig für den Empfang von Telegraf lesendem.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Peilempfänger mit rotierendem Goniometer und unmittelbarer Anzeige auf Grund einer Phasenmessung, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Drehspule des Goniometers erzeugte modulierte Spannung des Richtantennensystems und die Spannung einer ungerichteten Antenne je einem Kanal zugeführt werden, von denen der für die ungerichtete Spannung so selektiv wie möglich ist, während der andere einen Durchlaßbereich besitzt, der noch keine schädlichen Phasendrehungen innerhalb des durch die beiden Rotationsseitenfrequenzen gebildeten Spektrums bewirkt, und daß ferner die Hochfrequenzspannungen der beiden Kanäle multiplikativ gemischt und über ein Bandpaßfilter für die Umlauffrequenz zur Anzeige gebracht werden.
2. 2. Peilempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandbreite in dem selektiven Kanal veränderlich ist.
3. 3. Peilempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Empfangskanäle als Zwischenfrequenzempfänger mit gemeinsamem Oszillator ausgebildet sind, von dem die beiden Empfangskanäle Spannungen mit 90° Phasenunterschied zugeführt erhalten.
4. 4. Peilempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Kanal der ungerichteten Antenne eine zusätzliche Empfangseinrichtung üblicher Art mit anschließendem Telefon abgezweigt ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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