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Verfahren zur Richtungsbestimmung mittels rotierender Funkbake
Es sind
Verfahren zur Richtungsbestimmung mittels rotierender Funkbake bekanntgeworden,
bei denen empfangsseitig ein Phasenvergleich einer phasenstarren Bezugsfrequenz
mit der durch die Rotation der Richtstrahlung erzeugten Frequenz vorgenommen wird.
Diese bekannten Verfahren arbeiten sämtlich mit Amplitudenmodulation. Die Amplitudenmodulation
hat jedoch den grundsätzlichen Nachteil, daß Störimpulse und atmosphärische Störunsfflen,
die bekannilich stark ampliitudenmoduliert sind, große Empfängerstörungen hervorrufen.
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Die Erfindung befaßt sich mit der Schaffung einer frequenzmodulierten
rotierenden Funkbake, bei der empfangsseitig ebenfalls ein Phasenvergleich zwischen
einer phasenstarren Bezugsfrequenz und der durch die Rotation der Richtstrahlung
erzeugten Frequenz vorgenommen wird.
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Der Vorteil frequenzmodulierter rotierender Funkbaken besteht darin,
daß auf der Empfangsseite ein Empfänger für Frequenzmodulation verwendet werden
kann mit einem Begrenzer, der iegliche Amplitudenmodulation abschneidet, Störimpulse,
atmosphärische Störungen u. dgl. also nicht mehr in den Empfänger gelangen läßt.
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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Richtstrahlung in der Frequenz
zu modulieren und empfangsseitig die Methode des Empfanges frequenzmodulierter Wellen
anzuwenden, ferner der
frequenzmodulierten Welle eine von Frequenzmodulation
freie Zusatzwelle zu überlagern, deren im Empfänger wirksam werdende Größe derart
gewählt ist, daß das Demodulationsprodukt der Richtstrahlung merklich ausgelöscht
wird, wenn Intensitätsminimum der Richtstrahlung empfangen wird. Zweckmäßig wird
auch die phasenstarre Bezugsfrequenz durch Frequenzmodulation einer Strahlung übertragen.
Das erfindungsgemäße Verfahren benötigt dann einen Sender S1, der entweder direkt
mit einer Frequenz, die der Umlaufgeschwindigkeit des Richtdiagramms entspricht,
frequenzmoduliert oder auch mit einer Tonfrequenz als Zwischenträger frequenzmoduliert
ist, welcher Tonfrequenz eine Amplitudenmodulation aufmoduliert ist von der Frequenz,
die der Umlaufgeschwindigkeit des Richtdiagramms entspricht. Dieser Sender liefert
nach Frequenzdemodulation auf der Empfangsseite die phasenstarre Bezugs frequenz.
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Ein zweiter SenderS2 sendet das Richtdiagramm aus; dieser Sender
ist ebenfalls mit einer Tonfrequenz frequenzmoduliert Diesem Richtsender ist ein
dritter Sender S3 zugeordnet, der eine ungerichtete, nicht frequenzmodulierte Spannung
erzeugt, und zwar in der Größe, daß die frequenzmodulierte Richtspannung stets größer
ist als die nicht frequenzmodulierte Rundspannung, mit Ausnahme der Minimalstellen
des Richtdiagramms. Der Sender, der die phasenstarre Bezugsfrequenz liefert, hat
beispielsweise eine andere Trägerfrequenz als der Richtsender 52-Der SenderS,, der
die ungerichtete, nicht frequenzmodulierte Spannung dem Richtsender überlagert,
hat die gleiche oder annähernd gleiche Trägerfrequenz wie der Richtsender 52-Die
Trägerfrequenzen der Sender S2 und S3 sind dabei so benachbart zu wählen, daß sie
bei entsprechender Bandbreite des Eingangskreises des Empfängers gleichzeitig empfangen
werden können.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei Vorhandensein
einer frequenzmodulierten Spannung die Hörbarkeit der frequenzmodulierten Spannung
abhängig ist von der Größe der nicht frequenzmodulierten Spannung. Ist beispielsweise
die nicht frequenzmodulierte Spannung größer in ihrer Amplitude als die frequenzmodulierte
Spannung, so macht sich empfangsseitig die frequenzmodulierte Spannung überhaupt
nicht bemerkbar. Ist die nicht frequenzmodulierte Spannung kleiner, so ist die frequenzmodulierte
Spannung empfangsseitig hörbar.
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In den Zeichnungen sind die Verhältnisse näher dargestellt. - Der
Sender S2 sei der Sender, der das Richtdiagramm aussendet und der mit einer Tonfrequenz
frequenzmoduliert ist. Der Sender S3 sei der Sender, der die ungerichtete, nicht
frequenzmodulierte Spannung dem Richtdiagramm überlagert. Der Sender kann auf der
Sendeseite stehen, dann vereinfacht sich -die Empfangsapparatur. Es ist jedoch auch
denkbar, daß die ungerichtete- Spannung dem Empfänger durch einen entsprechenden
Oszillator überlagert wird; dann sind die Verhältnisse die gleichen, wie sie in
der Abbildung für die sendeseitige Überlagerung dargestellt sind.
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Abb. I zeigt das Schwingungsbild des SendersS2.
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Die HüllkurvenH entstehen durch Drehen des Richtdiagramms, das ja
bekanntlich Minimalstellen besitzt. Würde man dieses Hochfrequenzbild empfangsseitig
mit einem Empfänger für Frequenzmodulation empfangen, der einen entsprechenden Begrenzer
besitzt, so ergäbe sich eine gleichmäßige Lautstärke der aufmodulierten Tonfrequenz,
wie Abb. 2 zeigt. Amplitudenunterschiede, hervorgerufen durch das Richtdiagramm,
fielen vollständig weg. Gehen die Minimalstellen so tief herunter, daß die- Begrenzeramplitude
nicht erreicht wird, so würde man auch die Amplitudenmodulation und damit wieder
den Störspiegel wahrnehmen. Überlagert man jetzt aber dem Richtsender S2 eine ungerichtete
nicht frequenzmodulierte Spannung, erzeugt durch den Sender 53, und zwar in der
Größe, daß die frequenzmodulierte Richtspannung stets größer ist als die nicht frequenzmodulierte
Rundspannung, mit Ausnahme der Minimalstellen des Richtdiagramms, wie sie Abb. 3
zeigt, so entsteht empfangsseitig folgendes: Überwiegt die Richtspannung die ungerichtete
Spannung, so ist empfangsseitig die Modulation des Richtsenders S2 hörbar. An den
Stellen jedoch, an denen die Amplitude des Richtdiagramms klein wird, nämlich an
den Minimalstellen des Diagramms, überwiegt die ungerichtete Spannung die Richtspannung,
und die Modulationsfrequenz des Richtsenders S2 verschwindet empfangsseitig, gleichgültig,
ob die Minimalstellen von S2 unter die Begrenzeramplitude heruntergehen oder nicht.
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Abb. 4 zeigt das Lautstärkediagramm am Ausgang des Frequenzmodulationsempfängers.
Es entstehen also im Empfänger für Frequenzmodulation einzelne Pakete, die die Modulation
des Richtsenders 52 darstellen. Aus diesen einzelnen Tonfrequenzpaketen, deren Phasenlage
richtungs abhängig ist, wird, wie schon vorgeschlagen wurde, die sinusförmige Grundfrequenz
ausgesiebt. Diese Grundfrequenz entspricht der Rotationsgeschwindigkeit des Richtdiagramms
und liefert die in ihrer Phasenlage richtungsabhängige sinusförmige Spannung, die
mit der phasenstarren Bezugsfrequenz des Senders S1 in einem Phasenmesser verglichen
wird.
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Der Sender S1 ist, wie oben ausgeführt, entweder direkt mit der Rotationsfrequenz
frequenzmoduliert oder auch mit beispielsweise 5000 Hz als Zwischenträger frequenzmoduliert,
und diesem ist dann eine Amplitudenmodulation von der Größe der Umlaufgeschwindigkeit
es Richtdiagramms aufmoduliert.
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In einem Empfänger für Frequenzmodulation wird also nach dem Begrenzer
und dem Frequenzdetektor durch Gleichrichtung des Zwischenträgers die phasenstarre
Vergleichsfrequenz auftreten. Letz -tere sowie die richtungsabhängige Frequenz,
beide haben beispielsweise 50 Hz, wenn die Umlaufgeschwindigkeit des Richtdiagramms
50Hz beträgt, werden zweckmäßigerweise einem Phasenmesser zugeführt, der aus zwei
Synchronmotoren besteht, die auf ein Differentialgetriebe arbeiten, dessen
Sternrad
die richtige Phasenlage beider Wechselspannungen angibt.