DE921459C - Funkpeiler mit einer Richtantenne und einer ungerichteten Antenne - Google Patents

Funkpeiler mit einer Richtantenne und einer ungerichteten Antenne

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DE921459C DEK6474D DEK0006474D DE921459C DE 921459 C DE921459 C DE 921459C DE K6474 D DEK6474 D DE K6474D DE K0006474 D DEK0006474 D DE K0006474D DE 921459 C DE921459 C DE 921459C
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Description

  • Funkpeiler mit einer Richtantenne und einer ungerichteten Antenne Die Erfindung bezieht sich auf einen Funkpeiler mit einer Richtantenne und einer ungerichteten Antenne, deren Ströme in einem Empfänger so überlagert werden, daß aus der Vereinigung des mit einer Hilfsfrequenz modulierten Stromes der einen Antenne mit dem unmodulierten Strom der anderen Antenne eine wechselseitig umgedrehte, sich überlappende Richtcharakteristik entsteht. Ein Funkpeiler dieser Art wurde gemäß einer früheren Erfindung des Patentinhabers geschaffen. Diese ältere Erfindung hat sich bestens bewährt. Mit vorliegender Erfindung kommt es darauf an, für diesen Hochfrequenzpeiler eine Feineinstellung zur Gewährleistung einer im wesentlichen phasenreinen Arbeitsweise über einen gegebenen Frequenzbereich mit mechanisch gekuppeltem Luftleiter und Empfängerkreisen zu schaffen. Hierbei ist unter Feineinstellung die möglichst vollständige Elimination der Trägerfrequenz unter Aufrechterhaltung der Seitenbandfrequenzen des modulierten Antennenkreises zu verstehen.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß für den ganzen Bereich der Empfangsfrequenz bei Gleichheit der elektrischen Konstanten beider Anodenzweige des im Gegentakt schwingenden Modulators die totalen Kopplungen zwischen dem Sammelkreis bzw. jedem der beiden Anodenzweige des einen Antennenkreises einschließlich des anderen Antennenkreises in der Weise eingestellt sind, daß sich für gleich große, von der Nullage links und rechts abweichende Rahmendrehungen entsprechend gleich große Empfangsstromstärken entgegengesetzter Phase ergeben.
  • In Verwirklichung dieses Erfindungsgedankens kann im einzelnen vorgesehen werden, daß zur Kopplung des einen Antennenkreises, des anderen Antennenkreises und des Sammelkreises ein möglichst kapazitätsfreier Mehrnvicklungstransformator (Mischtransformator) verwendet wird, von dessen Wicklungen mindestens eine gegen die übrigen räumlich in Richtung der Hauptachse des Magnetflusses verschiebbar ist.
  • In Weiterbildung dieses Gedankens kann der Mischtransformator zwei Primärspulen besitzen, deren jede in einem der beiden Zweige des mit der einen Antenne verbundenen Modulatorkreises liegt und daß die im anderen Antennenl;reis sowie im Sammelkreis induzierten Trägerfrequenzspannungen des ersten Antennenkreises dadurch unterdrückt werden, daß sich die durch gleichphasige Speisung der Gitterkreise des Modulators erzeugten Wirkungen der in diesen Primärspulen fließenden Hochfrequenzströme bei Abwesenheit der Modulationsspannung gegenseitig auf heben, dagegen bei aufgedrückter Modulationsspannung nur die oberen und unteren Seitenbandschwingungen des ersten Antennenkreises in den angekoppelten Kreisen erzeugen können.
  • Dabei können die verschiedenen Spulen des Mischtransformators mehrere Anzapfungen erhalten, die durch eine gemeinsame Steuervorrichtung zugleich mit dem Sammelkreis und dem zweiten Antennenkreis auf verschiedene Frequenzbereiche umschaltbar sind.
  • Es besteht aber auch die Möglichkeit, daß die Trägerfrequenz des einen Antennenkreissystems bei Abwesenheit der Modulationsspannung in den Anodenzweigen des Modulatorkreises unterdrückt ist, was einerseits durch Parallelspeisung der Modulations-und Hochfrequenzpotentiale auf die Gitterkreise des Modulators und anderseits durch die entgegengesetzte Schaltung der beiden in diesen Zweigen liegenden Primärwicklungen des Mischtransformators erreicht wird, und daß sie untereinander und mit der Sekundärwicklung durch zwei in Reihe geschaltete Wicklungen, an die andere Antenne parallel angeschlossen, gekoppelt sind, wobei mindestens eine der Spulen gegen die übrigen verschiebbar ist.
  • In Weiterbildung dieses Gedankens kann bei mehreren Frequenzbereichen jeder mit einem besonderen Mischtransformator versehen sein, der zugleich mit der entsprechenden Einstellung des Meßkreises (Sammelkreis) und des Kreises der zweiten Antenne durch eine gemeinsame Steuervorrichtung eingeschaltet wird.
  • Wie dies im einzelnen gedacht ist, wird nunmehr an Hand der Zeichnungen in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
  • Fig. I ist ein Schaltungsschema eines Richtungsfinders nach der Erfindung; Fig. 2 zeigt einen Teilschnitt des im Stromkreis der Fig. I verwendeten Mischtransformators in der Vorderansicht; Fig. 3, 4 und 5 sind Schaltungsschemas der Stromkreisanordnung nach Fig. I, wobei in jeder Figur eine Abänderung der Art und Weise, wie die gewünschte ausgeglichene elektrische Beziehung erreicht wird, in gestrichelten Linien gezeigt ist; Fig. 3 B, ßB und 5B zeigen die Feldmuster, die den in jeder der entsprechenden Fig. 3, 4 und 5 in voll ausgezogenen bzw. gestrichelten Linien gezeigten Einstellungen entsprechen; Fig. 3C, 4C und SC zeigen in voll ausgezogenen Linien Vektordiagramme der EMK-Komponenten, die im Empfängerstromkreis während aufeinanderfolgender halber Kommutierungsperioden der ausgeglichenen Modulatorvorrichtung induziert werden, und in gestrichelten Linien die Änderung dieser EMK-Komponenten für die entsprechenden Einstellungen, die in den Fig. 3, 4 und 5 gezeigt sind; Fig. 6 und 7 zeigen charakteristische Kurven der Reaktanzwerte der einzelnen Anodenkreise einer ausgeglichenen modulierten Vorrichtung, bei der die LC-Produkte gleich bzw. ungleich sind; Fig. 8 stellt das Schaltschema einer weiteren Ausführungsform des Richtungssuchers gemäß der Erfindung dar; Fig. 9 zeigt einen Mischtransformator der in dem Stromkreis gemäß Fig. 8 verwendeten Art im Aufriß; Fig. 10 stellt einen Teil der Schaltung nach Fig. 8 dar; durch voll ausgezogene und gestrichelte Linien sind die verschiedenen Teile der Schaltung in den Stellungen dargestellt, die sie einnehmen, wenn der Modulatorstromkreis in Tätigkeit bzw. wenn derselbe untätig ist; Fig. 11 stellt ein vereinfachtes Schaltschema der Stromkreise gemäß Fig. 8 dar, mit dem Antennenstromkreis in seiner elektrischen gleichwertigen Form.
  • Die hier beschriebene und in Fig. I der Zeichnung dargestellte Einrichtung nach der Erfindung besteht aus einer nicht ausrichtbaren Antenne A für den Empfang einer modulierten oder nicht modulierten Trägerwelle, ferner aus einem ausgeglichenen Modulator von entsprechender Bauart B, mit dem nicht ausrichtbare Seitenbandfrequenzen durch einen örtlichen Niederfrequenzoszillator 0 erzeugt werden, ferner einer Richtantenne C zur Erzeugung einer gerichteten modulierten oder nicht modulierten Trägerfrequenz, ferner einem Empfänger D für den Empfang und die Vereinigung der genannten ungerichteten Seitenbänder mit der gerichteten Trägerfrequenz und für die Detektion der Niederfrequenzstromkomponente ausrichtmäßiger Charakteristiken und endlich einer Anzeigevorrichtung E zur Anzeige der genannten Richteigenschaften des detektierten Niederfrequenzstromes.
  • Der ausgeglichene Modulator B ist ein elektrisches Instrument, dessen Bauart und Wirkungsweise jedem Fachmann bekannt sind. Bei den Vakuumröhren 10 und 12 dieser Vorrichtung sind die einzelnen Anodenstromkreise Iq bzw. I6 mit dem Eingangsstromkreis IS des Empfängers D und die Eingangs- bzw. Gitterstromkreise 20 und 22 mit der nicht ausrichtbaren Antenne A (gleichphasig) verbunden. Die Anodenstromkreise I4, I6 und der Eingangskreis des Empfängers sind durch eine Übertragungsleitung 24 mit der Richtantenne verbunden. Die Anodenkreise, der Eingangskreis des Empfängers und der Rahmenstromkreis sind miteinander durch einen Misch- transformator 26 verbunden, der aus drei Primärwicklungen 28, 30 und 32 und aus einer Sekundärwicklung 34 besteht.
  • Um die Phase des Stromes der Richtantenne und die Phase des Stromes der nicht ausrichtbaren Antenne ohne beträchtliche gegenseitige Beeinflussung derselben gegeneinander verändern zu können, wodurch die größtmögliche zulässige Energieübertragung von der genannten Antenne nach dem Empfänger erhalten wird, sind die Anodenspulen 28, 30 und die Rahmenspule 32 gegeneinander und gegenüber der Empfängereintrittsspule 34 räumlich und elektrisch so angeordnet, daß die beiden Kopplungen M1 und M2 der Größe nach mit der Kopplung, vergleichbar sind (zur Erzielung der wahren Umkehrung einer idealen Kardioide werden sie mit der Kopplung M3 gleichgemacht), während die Größe der Kopplungen M4 und M5 so klein wie praktisch möglich gemacht wird.
  • Fig. 2 zeigt eine Ausführung des Mischtransformators, der bei dieser Einrichtung verwendet werden kann. Die Primärspulen 28 und 30 sind auf den entgegengesetzten Seiten der Primärspule 32, und zwar in einem gewissen Abstand voneinander, konzentrisch und parallel angeordnet. Jede Spule ist auf einer Form aufgewickelt, die auf einem zylindrischen Halter 36 axial einstellbar angeordnet ist, wobei der Durchmesser der Form 38 der ausgerichteten Antenne etwas größer ist als derjenige der Anodenspulen 28 und 30. Die Sekundärspule 34 ist in den Primärspulen teleskopartig angeordnet und auf einer Form 40 aufgewickelt, die innerhalb des Halters 36 angeordnet ist und gegenüber diesem axial eingestellt werden kann. Die Windungszahl und der gegenseitige räumliche Abstand zwischen den genannten Primärspulen und der Sekundärspule sind so gewählt, daß die günstigste Beziehung zwischen den Kopplungskoeffizienten für eine gegebene Frequenz in der oben beschriebenen Weise erhalten wird.
  • Bei dem obenerwähnten anderweitigen Vorschlag wurden in jedem Zweig 14 und I6 des Anodenkreises Kondensatoren verwendet, um gleiche Energieübertragungen zwischen den einzelnen Zweigen des Anodenkreises und dem Empfängerstromkreis D zu erhalten.
  • Da die in den beiden Zweigen des Anodenkreises enthaltenen Induktanzen die gleichen, während die Kapazitätswerte, die die Ausgleichskondensatoren haben sollten, um gleiche und entgegengesetzte induzierte Spannungen im Empfängerstromkreis zu erzeugen, nicht die gleichen waren, so waren die entsprechenden LC-Produkte eines jeden Zweiges des Anodenkreises nicht gleich, und infolgedessen konnten diese Zweige nicht die gleichen Resonanzcharakteristiken besitzen. Während es nun durchaus möglich wäre, einen Ausgleich der genannten induzierten Antennenspannungen im Empfängerstromkreis für eine gegebene Frequenz zu bewirken, so würde doch dieser Ausgleich zerstört werden, wenn diese Frequenz verändert wird, da das Verhältnis der einzelnen Reaktanzen des Anodenkreises nicht länger das gleiche ist, wie in Fig. 7 durch die Reaktanzverhältniskurve CC der einzelnen Anodenkreisreaktanzkurven a und b gezeigt wird.
  • Damit das Verhältnis des Kopplungskoeffizienten des einen Anodenkreises gegenüber dem Empfängerstromkreis im Vergleich zum Kopplungskoeffizient des anderen Anodenkreises gegenüber dem Empfängerstromkreis durch die ganzen Frequenzbereiche hindurch im wesentlichen praktisch konstant bleibt, die gewöhnlich bei der Ausführung von Empfängerstromkreisen verwendet werden, sollen die Einzelwerte von L und C des einen Stromkreises mit denen des anderen Zweiges gleich sein.
  • Im Schema der Fig. 6 zeigt die Kurve d die Reaktanzcharakteristiken eines der beiden Zweige des Anodenkreises, während die Kurve e die Reaktanzcharakteristiken des anderen Zweiges zeigt. Diese Kurven schneiden sich in einem gemeinsamen Resonanzpunkt für die genannten Stromkreise bei r.
  • Die Linie f zeigt das Verhältnis zwischen der Reaktanzkurve e und der Reaktanzkurve d. Man sieht, daß dieses Verhältnis in dem ganzen Frequenzbereich das gleiche bleibt, um so mehr es gelingt, die beiden Kurven d und e durch Gleichbemessung der entsprechenden L- und C-Werte einander zu nähern.
  • Das in Fig. I dargestellte System ist für drei verschiedene Wellenbänder eingerichtet, weshalb jede der Anodenspulen 28 und 30 und die Mischtransformatorspule 32 der ausgerichteten Antenne (Fig. 2) drei Anzapfverbindungen aufweisen, welche die Anzahl von Windungen umfassen, welche für die in Frage kommenden Frequenzbereiche die günstigsten Kopplungskoeffizienten ergeben.
  • Ein elektrostatischer Schirm 42 kann zwischen der Form 40 und dem Halter 36 vorgesehen sein. Der Schirm dient in einem gewissen Grade dazu, eine etwaige ausgleichstörende Wirkung des Empfängerstromkreises auf die Anodenkreise der Moduliervorrichtung zu beseitigen, jedoch wird stets eine eigene Störung des Gleichgewichtes vorhanden sein, die insbesondere auf ungleiche Verstärkungsfaktoren der beiden Röhren 10 und 12 zurückzuführen ist.
  • Diese Gleichgewichtsstörung kann einerseits dadurch beseitigt werden, daß die eine Spule des Mischtransformators in einer noch zu beschreibenden Weise im Verhältnis zu den anderen Spulen bewegt wird, andererseits kann der relative Unterschied zwischen den Gittervorspannungen entsprechend gewählt werden.
  • Die einzelnen Fig. 3, 4 und 5 zeigen je in voll ausgezogenen Linien räumlich symmetrisch angeordnete Stromkreissysteme, die an sich unausgeglichen sind.
  • Es ist leicht ersichtlich, daß in jedem dieser Systeme phaseneinstellbare und nicht phaseneinstellbare EMK-Komponenten in Viereckanordnung in dem Empfängerstromkreis von einem Anodenstromkreis des ausgeglichenen Modulators induziert werden, die größer sein werden als die entsprechenden phaseneinstellbaren und nicht phaseneinstellbaren Komponenten, die durch den anderen Anodenkreis erzeugt werden (s. Fig.3C, 4C und 5C). In Fig.3C z.B. ist der VektorEM,-, mit der zugehörigen phaseneinstellbaren Komponente Em 4' und mit der zugehörigen nicht phaseneinstellbaren Komponente EM 1-4" kleiner als derVektor EMS-6mit der zugehörigen phaseneinstellbaren Komponente Es2~' und der zugehörigen nicht phaseneinstellbaren Komponente EM25,,, was zur Folge hat, daß die entsprechenden Feldmuster F, und F2 in Fig. 3 b ungleich sind und daß eine Vor- und Rückpeilungsbeziehung P, bzw.
  • P2 entsteht, die der gewünschten Verschiebung um I80" nicht entspricht.
  • Da die phaseneinstellbaren und die nicht phaseneinstellbaren EMK-Komponenten im Empfängerstromkreis von den Anodenspulen 28, 30 über die Rahmen spule 32 und von den Anodenspulen unmittelbar induziert werden, so kann eine unterschiedliche Änderung zwischen den Größen- und Phasenbeziehungen der durch die betreffenden Anodenkreiszweige erzeugten EMK-Komponenten dadurch bewirkt werden, daß die Rahmenspule 32 entweder nach der einen oder nach der anderen Anodenspule 28, 30, wie in Fig. 3 in gestrichelten Linien gezeigt, so lange axial verschoben wird, bis die resultierenden induzierten EMK EM2-5"' und -EMz-61 der entsprechenden Anodenkreiszweige gleich groß und in Phase entgegengesetzt sind. Auf diese Weise werden Feldmuster F3 und pa erzeugt, die in Fig. 3 B in gestrichelten Linien gezeigt sind und deren Kreuzungspunkte P,' und P2, im wesentlichen um I80" gegeneinander verschoben sind.
  • Gleiche und entgegengesetzte EMK-Komponenten können im Empfängerstromkreis dadurch induziert werden, daß die eine der beiden Anodenkreisspulen, beispielsweise die Spule 28, wie in Fig. 4 in gestrichelten Linien gezeigt, unabhängig bewegt wird, während die übrigen Spulen gegeneinander fest und symmetrisch angeordnet bleiben. Das Vektordiagramm für diese Beziehung ist in Fig. 4C dargestellt.
  • In dieser Figur ist die phaseneinstellbare und die nicht phaseneinstellbare Komponente EM1-4, bzw.
  • EM1-4" der Größe nach auf den Wert der phaseneinstellbaren und nicht phaseneinstellbaren Komponente EM2-5' bzw. EM2-5" gebracht worden, was einen Vektor -EM2-5,,,, der der Größe nach mit dem EM25,, gleich ist, und infolgedessen eine Vergrößerung des Feldmusters F2 bis zur Größe des Feldmusters -F, zur Folge hat, das in Fig. 4B in gestrichelten Linien gezeigt ist, woraus folgt, daß die Kreuzungspunkte derselben P1, und P2, um I80° gegeneinander verschoben sind.
  • Ein weiteres Verfahren zur Änderung der im Empfängerstromkreis induzierten EMK-Komponenten ist in Fig. 5 gezeigt, wo die Empfängerspulen 28, 30 und 32 feststehend sind und die Empfängerspule 34 zur Erzielung der gewünschten gleichen und entgegengesetzten Wirkungen, d. h. des Ausgleiches, axial einstellbar angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform wird eine unterschiedliche Änderung zwischen den EMK-Komponenten erhalten, die im Empfängerstromkreis durch die Ströme induziert werden, die in den einzelnen Stromkreisen und in der Rahmenspule während aufeinanderfolgender Halbperioden fließen.
  • Aus Fig. 5 C geht hervor, daß die phaseneinstellbare und die nicht phaseneinstellbare Komponente F1,f 2-5' bzw. EM2-5sS der Größe nach ermäßigt wurden, während die phaseneinstellbare und die nicht phaseneinstellbare Komponente EM1-4' bzw.Elr,-," der Größe nach vergrößert wurden, so daß die resultierenden Vektoren EM25,,1 und -EM 2-5"' der Größe nach gleich und in Phase entgegengesetzt sind. Die entsprechenden Feldmuster F3 und -F3 sind nun während zweier aufeinanderfolgender Halbperioden im wesentlichen gleich und entgegengesetzt, und deren Kreuzungspunkte P1, und P2, sind gegeneinander um 1800 verschoben.
  • Die besondere Meßvorrichtung E (Fig. 1 und 8), die dazu dient, die Richtung der Quelle der erhaltenen Signale anzuzeigen, ist eine bekannte Elektrodynamometervorrichtung mit einer Drehspule44 und einer festen Spule 46, die in bekannter Weise induktiv miteinander verbunden sind, um eine Phasen- und Größenbeziehung zwischen den in den einzelnen Spulen fließenden Strömen anzuzeigen. Die Vorrichtung besteht aus einem lamellierten Eisenkern und einer Kernwicklung 46, die einen für Wechselstrom geeigneten Elektromagnet bildet. Die Drehspule 44 ist um einen lamellierten (nicht dargestellten) Kern drehbar angeordnet. Die Klemmen der Drehspule 44 sind mit einer Sekundärwicklung 52 eines Hörfrequenzausgangstransformators 54 in Reihe verbunden, der auf der Ausgangsseite des Empfängers D liegt. Die Klemmen der Feldspule 46 sind mit der Sekundärwicklung 56 des Modulators 58 in Reihe verbunden, der einen Teil des Niederfrequenzoszillators B bildet, durch welchen die örtliche Modulatorfrequenz den beiden Röhren im Modulatorstromkreis aufgedrückt wird. Der Stromkreis M der Drehspule und der Stromkreis F der Feldspule sind voneinander elektrisch isoliert. Das Instrument bildet nicht nur einen Phasenanzeiger, sondern auch eine Vorrichtung, die hinsichtlich der Unterscheidung der Frequenzen der durch die einzelnen Spulenstromkreise fließenden Ströme sehr selektiv ist.
  • Aus Fig. I geht hervor, daß der Rahmenstromkreis und der Mischtransformator je mit Schaltvorrichtungen 78 bzw. 80 versehen sind, die durch ein Verbindungsstück 82 miteinander und durch ein Verbindungsstück 84 mit einer (nicht dargestellten) im Empfänger angeordneten Schaltvorrichtung verbunden sind, so daß die geeignete Anzahl von Windungen in jeder der Primärwicklungen28, 30 und 32 des Mischtransformators so gewählt wird, daß sie der geeigneten Anzahl von Rahmenwindungen und von (nicht dargestellten) Empfängertransformatorwindungen für den besonderen zu benutzenden Frequenzbereich entspricht. Es geht daraus hervor, daß, wenn die genannten Schaltvorrichtungen in dieser Weise geschaltet sind, ein gleichzeitiger Wechsel für die gerichtete Antenne, den Empfänger und den Mischtransformator dadurch erhalten werden kann, daß man eine auf Wunsch in der Ferne aufgestellte Handsteuervorrichtung betätigt, um willkürlich nur eines der verschiedenen Frequenzbänder zu wählen, für welche sich der Apparat eignet und das man zu empfangen wünscht.
  • Wenn für alle Frequenzbereiche ein einziger Mischtransformator verwendet wird, wie es in- Fig. I der Fall ist, so muß die Windungszahl jeder Mischtrausformatorwicklung im voraus für einen vorbestimmten Frequenzbereich gewählt werden, so daß die gewünschten Beziehungen der Antennenkopplungs- koeffiziente zwischen den einzelnen Anodenkreisen, dem Rahmen und den Empfängerstromkreisen im wesentlichen über dem ganzen Band eines jeden Frequenzbereiches gleichbleibend aufrechterhalten werden.
  • Bei der in Fig 8 gezeigten Stromkreisanordnung sind die zur Erzielung einer Richtungsanzeige verwendeten Vorrichtungen im allgemeinen mit den in Fig. 1 gezeigten Vorrichtungen ähnlich. Die erstgenannte Anordnung unterscheidet sich von letzterer dadurch, daß die Richtantenne C' mit der Eingangsseite der ausgeglichenen Modulatorvorrichtung B' in Verbindung steht, um ausgerichtete örtlich modulierte Seitenbandfrequenzen zu erzeugen, und die nicht ausrichtbare Antenne A' mit der Ausgangsseite der genannten Modulatorvorrichtung verbunden ist, die im vorliegenden Fall eine solche von der gewöhnlichen gangbaren Bauart ist, bei welcher die zugeführte Hochfrequenz mit entgegengesetzten Phasen den beiden Röhren aufgedrückt wird. Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß die nicht ausrichtbare Antenne A', die die Trägerfrequenz für die genannten richtungsmäßigen Seitenbandfrequenzen liefert, mit Antennenkopplungsspulen versehen ist, die mit den Ausgangsspulen der Moduliervorrichtung verbunden sind, um darin richtungsmäßige Bänder zu induzieren und sie auf die Empfängervorrichtung zu übertragen, um bei der Verwendung eines ausgeglichenen Modulators von dieser Bauart einen Ausgleich in der Energieübertragung auf die Empfängervorrichtung zu erhalten. Endlich ist ein Unterschied dadurch vorhanden, daß einzelne Mischtransformatoren für jeden Frequenzbereich, für welchen der Empfänger einstellbar und abstimmbar eingerichtet ist und auf welchen der Rahmenstromkreis entsprechend eingestellt und abgestimmt werden kann, an Stelle eines Mischtransformators vorgesehen sind, der zu diesem Zweck mit Abzapfungen versehen ist.
  • Es ist bekannt, daß ein ausgeglichener Modulatorstromkreis die Trägerfrequenz beseitigt und die Seitenbandfrequenz isoliert hinterläßt. Bei einem ausgeglichenen Modulatorstromkreis von gewöhnlicher Art (HF-Potentiale gleichphasig bzw. Niederfrequenzmodulationspotentiale gegenphasig gespeist) wird die Trägerfrequenz in den mittleren Zweigen des Zu- und des Abführungsstromkreisess dadurch beseitigt, daß in Abwesenheit eines gemeinsamen Modulatorpotentials in den Gitterstromkreisen die Trägerfrequenzzuführungspotentiale des genannten Gitterstromkreises, da sie entgegengesetzte Polzeichen haben, in den beiden zugehörigen Anodenkreisen Trägerströme fließen lassen, die, wenn im mittleren Zweig betrachtet, in Phase entgegengesetzt sind, aber nicht notwendigerweise den gleichen Wert haben. Wenn die genannten Trägerströme gleich groß sind, so wird der resultierende Trägerstrom in dem mittleren Zweig beseitigt. Bei Vorhandensein der gegenphasigen Modulatorpotentiale in den Gitterkreisen sind die beiden Seitenbandfrequenzen im mittleren Zweig vorhanden, während die Trägerfrequenz beseitigt wird.
  • Die Amplituden der Seitenbandfrequenzströme hängen von der Größe und Phase der in den Gitterkreisen herrschendenTrägerfrequenzpotentiale ab, die ihrerseits von der Richtung und Weite des Ausschlages der Ebene der Rahmenantenne gegenüber der eintreffenden Trägerfrequenz abhängig sind.
  • Da diese richtungsmäßig von den zugehörigen Anodenkreisen kommenden Seitenbandfrequenzen während der aufeinanderfolgenden Halbperioden durch den mittleren Zweig fließen, so ist es klar, daß, wenn deren Größe ungleich ist und wenn die vereinigten Wirkungen der zugehörigen Ströme mit der Wirkung des Antennenstromes ungleich sind, entsprechende ungleiche EMK in der Empfängerspule des Empfängerstromkreises induziert werden.
  • Erfindungsgemäß werden diese ungleichen Zustände dadurch ausgeglichen, daß in der Fig. 8 (gegenphasige Speisung der Hochfrequenz- und Modulationspotentiale) unabhängige Kopplungsmittel zwischen den Seitenzweigen der Anodenstromkreise angeordnet werden und der Stromfluß in einem Seitenzweig mit Bezug auf den Strom in dem anderen Seitenzweig umgekehrt wird, so daß die Kopplung eine Beschaffenheit erhält, welche gleichwertig ist der Mittelzweigkopplung (Fig. 2) zwischen den beiden Seitenzweigen.
  • Zu diesem Zweck, und wie Fig. 10 zeigt, sind die Seitenzweige I4" und I6" der einzelnen Anodenkreise I4' und I6' mit Selbstinduktanzen 28' und 30' versehen, die gegenüber ihrer gemeinsamen Feldachse X-X' in demselben Sinne und in derselben Richtung gewickelt sind; die Klemmen der einen Spule, und zwar der Spule 28', sind gegenüber den Klemmen der anderen Spule 30' umgekehrt angeordnet, um Felder von entgegengesetzter Polarität zu erzeugen, die mit den genannten Spulen gekoppelt sind. Diese Spulen sind miteinander und mit dem Empfängerstromkreis D' durch einen Kopplungsstromkreis 25 gekoppelt, der Kopplungsspulen 27 und 27' besitzt, die in Reihe geschaltet und zwischen den zugehörigen Anodenspulen 28', 30' und der Empfängerspule34' angeordnet sind.
  • Es ist leicht ersichtlich, daß, wenn die beiden Anodenspulen 28' und 30' ebenso wie die Spulen 27 und 27' beiderseits der Empfängerspule 34' und des Empfängers symmetrisch angeordnet sind, wie in gestrichelten Linien dargestellt, und wenn ein Ausgleichzustand in den Gitterkreisen und in den Vakuumröhren I0' und I2' vorhanden ist, wobei die Röhren gleiche Verstärkungsfaktoren besitzen, die entsprechenden Trägerstromflüsse in den genannten Seitenzweigen I4" und I6" Felder und Ci' erzeugen werden, die in jedem Augenblick dem Sinne und der Richtung nach entgegengesetzt sind. Dadurch, daß diese Felder mit Spulen 27 und 27' verkettet sind, entstehen in den genannten Spulen Stromflüsse, die in dem durch die Pfeile C0 und C0 angegebenen Sinne entgegengesetzt gerichtet sind und ihrerseits in der Empfängerspule 34' Felder Q-r und Q-r' erzeugen, die in jedem Augenblick dem Sinne und der Richtung nach einander - entgegengesetzt sind.
  • Wegen des angenommenen Ausgleichzustandes und der symmetrischen Anordnung der genannten Spulen werden also die in der Empfängerspule induzierten EMK der Anodenspulen und Kopplungsspulen einander gleich und entgegengesetzt sein, was zur Folge hat, daß in der Empfängerspule keine Träger-EMK induziert werden. In gleicher Weise und unter diesen Bedingungen, wenn das Modulierpotential angelegt wird, werden in der Empfängerspule 34' keine Seitenbandfrequenzen-EMK vorhanden sein, weil für aufeinanderfolgende Kommutierungsperioden die in den Kopplungsspulen 27 und 27' induzierten Seitenbandfrequenzen in der Empfängerspule gleiche und entgegengesetzte Wirkungen ausüben werden.
  • Da es erwünscht ist, die Seitenbandfrequenzen während aufeinanderfolgender halber Kommutierungsperioden in der Empfängerspule zu übertragen, so ist es klar, daß die Spulen 27 und 27' gegenüber der Empfängerspule unterschiedlich verschoben werden müssen, wie durch die in voll ausgezogenen Linien dargestellte Stellung der Empfängerspule (s. Fig. Io) gegenüber den genannten Kopplungsspulen gezeigt.
  • In dieser Stellung wird eine resultierende EMK von in der Empfängerspule induzierten Seitenbandfrequenzen entstehen, die dem Unterschied zwischen den einzelnen in der Empfängerspule induzierten Seitenbandfrequenzen-EMK entsprechen wird. Die Polarität solcher resultierender EMK hängt davon ab, welche von den beiden Spulen 27, 27' in der Empfängerspule die vorherrschende Wirkung gegenüber der anderen ausüben wird. Um die gegenseitige Kopplungsbeziehung zwischen den Anodenspulen 28', 30' so eng wie praktisch möglich aufrechtzuerhalten, sind die genannten Anodenspulen und die zugehörigen Kopplungsspulen 27, 27' eng aneinander angeordnet, und um die gewünschte unterschiedliche Wirkung auszuüben, also die unterschiedliche resultierende EMK zu verhalten, wird die Empfängerspule 34' gegenüber den Kopplungsspulen 27 und 27' um einen genügenden Betrag verschoben. Hierdurch wird in das Empfängersystem eine Differentialträgerwelle induziert, jedoch hat die praktische Erfahrung gezeigt, daß sie hinsichtlich der Empfindlichkeit und der Beständigkeit der sichtbaren Anzeigen unschädlich ist.
  • Sollte der Verstärkungsfaktor der einen Vakuumröhre beträchtlich größer sein als der der anderen Röhre oder sollte ein Gitterzuführungsstromkreis gegenüber der Erde unausgeglichen sein oder irgendein anderer unausgeglichener Zustand etwa vorhanden sein, wie z. B. im Niederfrequenzoszillatorstromkreis B', so sieht man, daß es nötig ist, die Kopplung zwischen der einen Anodenspule und der entsprechenden Spule gegenüber der Kopplung der anderen Anodenspule mit der entsprechenden Kopplungsspule zu verringern, um in der Empfängerspule gleiche und entgegengesetzte Seitenbandfrequenzwirkungen zu erhalten.
  • Dieses zeigt Fig. 9, worin alle Spulen auf einem gemeinsamen Träger angebracht und die Spulen 27' und 30' in einem größeren Abstand voneinander als die Spulen 28' und 27 angeordnet sind, um den gewünschten Ausgleich zu erhalten, wobei angenommen wird, daß die größere gewünschte Energieübertragung vom Anodenkreis r6' (Fig. Io) ausgehen soll. Die Größe des Abstandes hängt natürlich vom Grad der Differenz zwischen deren gegenseitigen Energieübertragungen ab.
  • Der Antennenkreis A' ist mit den Kopplungsspulen 27 und 27' parallel geschaltet. Der in Fig. II gezeigte, dem Antennenkreis A 'elektrisch gleichwertige elektrische Stromkreise A" ist bekannt, und infolgedessen erübrigt sich eine ausführliche Beschreibung desselben. Da der Antennenkreis einen hohen kapazitiven Charakter mit einem entsprechend hohen Wert für den Wellenwiderstand besitzt und da der Wellenwiderstand irgendeiner der beiden Kopplungsspulen 27 und 27' außerordentlich niedrig ist, so ist es leicht ersichtlich, daß die scheinbaren engen Kopplungswirkungen zwischen den Anodenspulen 28' und 30' und den Kopplungsspulen 27' und 27 durch die äußerst lose Kopplung zwischen dem eigentlichen Antennenkreis A' und den genannten Kopplungsspulen z7 und 27' ausgeglichen sind.
  • Eine kombinierte Frequenzbereich- und Frequenzanzeigevorrichtung 86 (Fig. 8) ist mit der Empfangsvorrichtung D', den Mischtransformatoren 26a, 269 und 26¢ und der Rahmenvorrichtung C' durch eine mit Fern antrieb versehene Vorrichtung 88 arbeitsmäßig verbunden, um die in Kilohertz angegebene Frequenz und ebenso den Frequenzbereich sichtbar anzuzeigen, auf welchen der Empfängermischtransformator und die Rahmenspulen eingestellt werden können. Das gleichzeitige Arbeiten des Zifferblattes gc sowie der ausgerichteten Antenne und der Abstimmkondensatoren 92 für den Peilrahmen und 94 für den Empfänger, die in den Modulator- und Empfängerstromkreisen C' bzw. D' angeordnet sind, wird mittels einer Drehkurbel 96 erhalten. Diese Kurbel ist in der Steuervorrichtung 88 angeordnet und mit dem ge nannten Zifferblatt und den genannten Kondensatoren durch Steuerwellen 98, IOO und IOX verbunden, während die gleichzeitige Schaltung der Spulen der ausgerichteten Antenne, der (nicht dargestellten) Empfängerspulen und der Mischtransformatorspulen durch den Steuerhebel IO4 erhalten wird, der ebenfalls in der Steuervorrichtung angeordnet und mit den genannten Spulen durch geeignete Wellenverbindungen Io5, Io6, Io8 und IIO verbunden ist. Der Hebel 104 ist ebenfalls mit dem Reichweitenanzeiger 112 durch Wellen 105, Io6 und 114 verbunden.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: I. Funkpeiler mit einer Richtantenne und einer ungerichteten Antenne, deren Ströme in einem Empfänger so überlagert werden, daß aus der Vereinigung des mit einer Hilfsfrequenz modulierten Stromes der einen Antenne mit dem unmodulierten Strom der anderen Antenne eine wechselseitig umgedrehte, sich überlappende Richtcharakteristik entsteht, dadurch gekennzeichnet, daß für den ganzen Bereich der Empfangsfrequenz bei Gleichheit der elektrischen Konstanten (L, C, R) beider Anodenzweige (14, I6) des im Gegentakt schwingenden Modulators (B) die totalen Kopplungen zwischen dem Sammelkreis (34) bzw. jedem der beiden Anodenzweige des einen Antennenkreises (28 bzw. 30) einschließlich des anderen Antennenkreises (32) in der Weise eingestellt sind, daß sich für gleich große, von der Nullage links und rechts abweichende Rahmendrehungen entsprechend gleich große Empfangsstromstärken entgegengesetzter Phase ergeben.
  2. 2. Funkpeiler nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kopplung des einen Antennenkreises (Primärspulen 28, 30), des anderen Antennenkreises (32) und des Sammelkreises (34) ein möglichst kapazitätsfreier Mehrwicklungstransformator (Mischtransformator, Fig. 2) verwendet wird, von dessen Wicklungen mindestens eine gegen die übrigen räumlich in Richtung der Hauptachse des Magnetflusses verschiebbar ist.
  3. 3. Funkpeiler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischtransformator zwei Primärspulen (28, 30) hat, deren jede in einem der beiden Zweige des mit der einen Antenne verbundenen Modulatorkreises liegt, und daß die im anderen Antennenkreis (32) sowie im Sammelkreis (34) induzierten Trägerfrequenzspannungen des ersten Antennenkreises (Primärspulen 28, 30) dadurch unterdrückt werden, daß sich die Wirkungen der in diesen Primärspulen fließenden Hochfrequenzströme bei Abwesenheit der Modulationsspannung gegenseitig aufheben, dagegen bei aufgedrückter Modulationsspannung nur die oberen und unteren Seitenbandschwingungen des ersten Antennenkreises in den angekoppelten Kreisen erzeugen können (Fig. I).
  4. 4. Funkpeiler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfrequenz des einen Antennenkreissystems bei Abwesenheit der Modulationsspannung in den Anodenzweigen des Modulatorkreises unterdrückt ist, was durch die entgegengesetzte Schaltung der beiden in diesen Zweigen liegenden Primärwicklungen (28', 30') des Mischtransformators erreicht wird, und daß sie untereinander und mit der Sekundärwicklung (34') durch zwei in Reihe geschaltete Wicklungen (27> 27'), an die andere Antenne parallel angeschlossen, gekoppelt sind, wobei mindestens eine der Spulen gegen die übrigen verschiebbar ist (Fig. IO).
  5. 5. Funkpeiler nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch mehrere Anzapfungen der verschiedenen Spulen des Mischtransformators, die durch eine gemeinsame Steuervorrichtung (82, 84 oder IOO, IO2, Io6, Io8) zugleich mit dem Sammelkreis (34) und dem zweiten Antennenkreis (32) auf verschiedene Frequenzbereiche umschaltbar sind (Fig. I).
  6. 6. Funkpeiler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren Frequenzbereichen jeder mit einem besonderen Mischtransformator versehen ist, der zugleich mit der entsprechenden Einstellung des Meßkreises (Sammelkreis) und des Kreises der zweiten Antenne durch eine gemeinsame Steuervorrichtung eingeschaltet wird (Fig. Io).
  7. 7. Funkpeiler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die primären Wicklungen des Mischtransformators (28, 32) von der sekundären Wicklung (34) durch einen elektrostatischen Schirm (42) getrennt sind.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1277947B (de) * 1962-09-18 1968-09-19 Siemens Ag Einrichtung zur Bestimmung der Einfallsrichtung von hochfrequenten elektrischen Schwingungen, insbesondere zur Feststellung der Energieflussrichtung von impulsfoermigen Hochfrequenzstoerfeldern

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DE1277947B (de) * 1962-09-18 1968-09-19 Siemens Ag Einrichtung zur Bestimmung der Einfallsrichtung von hochfrequenten elektrischen Schwingungen, insbesondere zur Feststellung der Energieflussrichtung von impulsfoermigen Hochfrequenzstoerfeldern

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