DE962988C

DE962988C - Funk-Navigations-System

Info

Publication number: DE962988C
Application number: DEI6491A
Authority: DE
Inventors: Charles William Earp
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1951-10-29
Filing date: 1952-10-23
Publication date: 1957-05-02
Also published as: CH314679A; NL93299C; US2717379A; BE515175A; GB694549A

Description

AUSGEGEBEN AM 2. MAI 1957

I 6491 JfIIIa/21 a*

Funk-Navigations-System

Die Erfindung betrifft ein Funk-Navigations-System, bei dem eine Anzeige der Richtung zwischen Empfangsstation und Sendestation erhalten wird. Sie betrifft im besonderen ein. System, bei welchem die Richtungsanzeige durch Vergleich zwischen einem Bezugssignal und dem Modulationssignal, welches durch die Rotation eines Richtdiagramms auf der Sende- oder Empfangsseite entsteht, erhalten wird. Unter dem Ausdruck Richtdiagramm ist das Polardiagramm zu verstehen, welches die relative Wirksamkeit eines Äntennensystems in verschiedenen Azimutrichtungen darstellt.

Es sind bereits Funk-Navigations-Systeme bekannt, bei welchen eine eindeutige Richtanzeige durch Phasenvergleich zwischen der Umlauffrequenz eines kardioidenförmigen Richtdiagramms mit richtungsabhängiger Phase und einer Bezugsfrequenz gleicher Frequenz, aber richtungsunabhängiger Phase erhalten wird. Bei einer Baken-Station wird ein rotierendes Diagramm durch eine mechanisch oder elektrisch gedrehte vom Sender gespeiste Richtantennenanordnung erzeugt, während bei einer Peilstation das die richtungsabhängige Modulation erzeugende rotierende Diagramm durch mechanische oder elektrische Drehung der Empfängsantennenanordnung erhalten wird. Im allgemeinen ist die Genauigkeit der Richtungsanzeigen bei solchen Systemen nicht groß. Durch Änderung der Diagrammform von einer einzigen

Schleife oder Kardioide zu einem mehrblättrigen Diagramm kann die Anzeigegenauigkeit sehr stark verbessert werden, aber dies ha.t den Nachteil der Mehrdeutigkeit der Anzeige. Die Mehrdeutigkeit kann durch Verwendung von zwei Diagrammen beseitigt werden, von denen das eine eine Kardioide ist, welche eine relativ geringe Genauigkeit der Anzeige, aber eine Eindeutigkeit ergibt, und das andere ein mehrblättriges Diagramm ist und ίο eine relativ hohe Genauigkeit liefert, dafür aber entsprechend den Blättern mehrdeutig ist. Wenn bei einer solchen Anordnung die Richtungsanzeige auf zwei Instrumenten erfolgt, kann die Mehrdeutigkeit behoben werden. Im Falle der bekannten Adcockpeilanlage kann dasselbe Anzeigeinstrument verwendet" werden, um abwechselnd eine Anzeige relativ hoher Genauigkeit, aber mit einer i8o°- Zweideutigkeit, und eine Seitenbestimmungsanzeige ohne Mehrdeutigkeit, aber mit relativ niedriger so Genauigkeit vorzunehmen, wobei diese Anzeigen von einem doppelkreisförmigen und einem kardioidenförmigen Diagramm beim Einschalten der Seitenbestimmungsantenne erhalten werden.

Es ist aber auch bekannt, bei einer Funkbake der Drehung eines kardioidenförmigen Strahlungsdiagramms, welches eine eindeutige Peilung ergibt, die Drehung eines mehrblättrigen Strahlungsdiagramms zuzuordnen. Jedem Strahlungsdiagramm ist eine ungerichtete Strahlung zugeordnet, die ein festes Bezugssignal bei der Frequenz liefert, die der Rotationsfrequenz des Richtdiagramms entspricht. Ein Phasenvergleich zwischen dem Bezugssignal und der Rotationsfrequenz des Richtdiagramms ergibt 'bei einem kardioidenförmigen Richtdiagramm auf einem Meßinstrument eine angenäherte Peilung und auf einem zweiten Meßinstrument für das mehrblättrige Diagramm eine sehr genaue Peilung, da die durch das zweite Meßinstrument angezeigte Phasendifferenz bei einem Umlauf des Richtdiagramms mehrere Umläufe der Phasenanzeige zwischen ο und 360⁰ durchläuft.

Ferner ist ein Funk-Navigations-System bekannt, das ein rotierendes mehrblättriges Strahlungsdiagramm verwendet und bei dem eine sehr genaue Richtungsanzeige automatisch und unzweideutig auf einem einzigen Instrument erreicht wird. Dieses System enthält eine rotierende Antenne spezieller mechanischer Ausführung mit der notwendigen mehrblättrigen Charakteristik. Für die Grob- und Feinmessung sind getrennte Generatoren zur Erzeugung der Bezugsphase vorgesehen. Auf der Empfangsseite wird die Auswertung beider Meßwege über ein mechanisches Getriebe erreicht. Die Messung erfolgt durch Vergleich der jeweiligen Bezugsphase mit der Phasenlage der entsprechenden sinusförmigen Modulationsschwingung.

Das erfindungsgemäße Funk-Navigations-System, bei dem durch sende- oder empfangsseitigen synchronen Umlauf zweier Antennenanordntungen, von denen die eine ein einblättriges, die andere ein mehrblättriges Diagramm besitzt, und durch empfangsseitigen Vergleich der beiden Peilmodulationen mit einer phasenstarren Bezugsschwingung eine in der. Genauigkeit gesteigerte, gleichwohl aber eindeutig bleibende Anzeige erlangt ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß zur empfangsseitigen rein elektronischen Gewinnung zweier in der Phase zu vergleichender, eine unmittelbare Richtungsanzeige ergebender kontinuierlicher oder impulsgetasteter Spannungen Mittel vorgesehen sind, um aus den beiden Peilmodulationen frequenz- und phasenentsprechende Impulsfolgen abzuleiten, sie mittels Phasenschiebers derart fein einzuregeln, daß einzelne Impulse der höherfrequenten Impulsfolge durch die niedrigerfrequente Impulsfolge zeitlich überdeckt werden, diese Einzelimpulse der höherfrequenten Impulsfolge auszusondern und sie selbst oder ihre Wiederholungsfrequenz mit der phasenstarren Bezugsschwingung oder einer daraus gewonnenen frequenz- und phasenentsprechenden: Impulsfolge in der Phase zu vergleichen.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Systems liegt gegenüber dem Bekannten in einer Aufwandverminderung sowie darin, daß mechanische Teile, wie Getriebe oder Motore, die einer gewissen, im Hinblick auf die angestrebte Peilgenauigkeit schon schädlichen Abnutzung unterliegen, vermieden sind. Die beiden in der Phase zu vergleichenden Spannungen, welche die unmittelbare Richtungsanzeige liefern, werden auf rein elektronischem Wege gewonnen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.

Fig. ι zeigt eine Bakenstation, Fig. 2 eine Empfangsstation, Fig. 3 eine Peilstation,

Fig. 4 und 5 Antennenrichtdiagramme, wie sie bei den Stationen von Fig. 1 und 3 verwendet werden, und

Fig. 6 zeigt Wellenformen zur Erläuterung der Wirkungsweise der in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellten Stationen.

Die in Fig. 1 dargestellte Bakenstation besteht aus einer linearen, aus drei Elementen bestehenden Antennenanordnung, die mit 1 bezeichnet ist und auf einer Drehscheibe 2 befestigt ist, welche mittels eines Motors 3 mit einer Frequenz von 50 Hz angetrieben wird, wie durch die gestrichelten Linien 4, 5 angegeben ist. Die Bakenstation weist ferner eine kreisförmige, aus acht Elementen bestehende Antennenanordnung auf, die mit 6 bezeichnet ist und auf einer Drehscheibe 7 befestigt ist, welche über 8, 9 ebenfalls vom Motor 3 synchron mit der Scheibe 2 angetrieben wird. Zusätzlich ist eine feste, allseitig strahlende Antenne 10 vorgesehen. Diese feste Antenne 10 wird von einem Sender 11 mit der Frequenz F gespeist. Die Frequenz F wird im Modulator 12 mit einer S-kHz- iao Schwingung amplitudenmoduliert, welche selbst wieder im Modulator 14 mit einer 50-Hz-Bezugswelle vom Generator 15 frequenzmoduliert ist. Der Generator 15 ist mit der 50-Hz-Rotationsfrequenz der Drehscheiben 2 und 7 synchronisiert, wie iss durch die ausgezogene Linie 16 dargestellt ist.

Die Antennenanordnung ι wird mit einer un,-modulierten Trägerfrequenz (F + 3) kHz vom Sender 17 gespeist. Die Phase der den drei Antennen der Anordnung zugeführten Trägerströme beiträgt o, 90 und i8o°, und der Abstand der drei Antennen ist so gewählt, daß ein kardioidenförmiges Strahlungsdiagramm mit nur einer Nullstelle entsteht, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Antennenanordnungen dieser Art sind bekannt, und auf eine nähere Beschreibung wird deshalb verzichtet.

Die Antennenanordnung 6 wird mit einer unmodulierten Trägerfrequenz (F + 4) kHz vom Sender 18 gespeist. Aufeinanderfolgende Antennen werden gegenphasig erregt, wie in der Zeichnung durch die ±-Vorzeichen angegeben ist. Die Antennen haben einen einheitlichen Abstand auf dem Umfang des Kreises, dessen Radius so gewählt ist, daß das durch die Antennenanordnung erzeugte Strahlungsdiagramm acht gleichmäßig angeordnete Blätter aufweist. Die Phasen jeweils zweier benachbarter Blätter sind entgegengesetzt, wie durch die ± -Zeichen in Fig. 5 gezeigt ist. Auch solche Antennenanordnungen sind bekannt. Im Fernfeld der Bakenstation werden drei Felder aufgebaut, die alle moduliert sind. Das Feld der ungerichteten Antenne 10 der Trägerfrequenz F ist mit 5 kHz durch eine Welle amplitudenmoduliert, die selbst mit 50 Hz frequenzmoduliert ist. Die Phase dieser 50-Hz-ModuIation entspricht der Rotationsphase der Antennenanordnungen 1 und 6. Das Feld der Antennenanordnung 1 der Trägerfrequenz (F + 3) kHz ist infolge der Rotation der Kardioide mit 50 Hz amplitudenmoduliert. Das Feld der Antennenanordnung6 der Trägerfrequenz (F + 4) kHz ist infolge der Rotation des achtblättrigen Diagramms mit 400 Hz amplitudenmoduliert. Durch die Verwendung von unterschiedlichen Trägerfrequenzen für die Richtdiagramme und die Aussendung des Bezugssignals als Modulation einer Zwischenträgerwelle von 5 kHz wird das Risiko einer Zwischenmodulation in der zugehörigen Empfangsstation, welche Anlaß zu unerwünschten Phasenverschiebungen der gerichteten Felder geben würde, weitestgehend vermindert.

Fig. 2 zeigt eine Empfangsstation für die Bakenstation der Fig. 1. In dieser Empfangsstation werden die durch die Bakenantennensysteme ausgestrahlten Felder alle von der Antenne 18 aufgenommen und nach eventuell gewünschter Verstärkung in einem Empfangsdetektor 19 gleichgerichtet. Die Ausgangsspannung des Empfangsdetektors enthält drei Komponenten, entsprechend den drei durch die Bake ausgesandten Feldern. Eine dieser Komponenten entsteht aus Schwebungen zwischen der mit der Frequenz F durch die ungerechtere Antenne ausgestrahlten Energie und der mit der Frequenz (F + 3) kHz durch die rotierende Antennenanordnung ι der Fig. 1 erzeugten Energie, welche eine Welle der Frequenz 3 kHz mit 50 Hz moduliert (infolge der Drehung des Richtdiagramms) ist. Diese 3-kHz-Komponente wird durch ein Bandpaßfilter 20 der Mittenfrequenz 3 kHz ausgefikert. Die Ausgangsspannung des Filters 20 wird an einen Amplitudendetektor 21 angelegt, welcher die 50-Hz-Modulationswelle entsprechend der Rotationsfrequenz des kardioidenförmigen Diagramms liefert. Die Ausgangsspannung vom Detektor 21 wird über ein 50-Hz-Filter 22 einer Phaseneinstellvorrichtung 23 zugeführt, deren Funktion später erläutert wird, und wird dann an einen Impulsformkreis 24 angelegt, in welchem die 50-Hz-Welle durch Übersteuerung verzerrt und differenziert wird, um in bekannter Weise eine Folge von Impulsen zu erzeugen, die gleiche Polarität und eine Wiederholungsfrequenz von 50 Hz haben. Die Dauer T₁ dieser Impulse beträgt 1000-Mikrosekunden, und der Takt der Impulsfolge ist durch die Phaseneinstellvorrichtung 23 einstellbar.

Eine andere Komponente des Detektorausgangs 19 entsteht aus der Überlagerung der mit der Frequenz F durch die ungerichtete Antenne und der mit der Frequenz (F + 4) kHz durch die rotierende Antennenanordnung 6 ausgestrahlten Energie. Durch Rotation des achtblättrigen Diagramms sind die 4 kHz mit 400 Hz moduliert. Diese 4-kHz-Komponente wird durch ein Bandpaßfilter 25 ausgewählt und an den Amplitudendetektor 26 angelegt. Die 400 - Hz - Modülationswelle im Ausgang des Detektors 26 geht über ein 400-Hz-Filter 27 an eine Impulsformeinheit 28 zur Erzeugung einer Folge von Impulsen gleicher Polarität mit einer Wiederholungsfrequenz von 400 Hz und einer Impulsdauer von 100 Mikrosekunden.

Die Ausgänge der Impukerzeugerkreise 24 und 28 werden an einen Koinzidenzkreis. 29 angelegt, welcher von bekannter Art ist und nur Ausgangsspannungen abgibt, wenn ein Impuls der Einheit 24 und ein Impuls der Einheit 28 zeitlich überlappend angelegt werden. Die Einstellung des Phasen-Schiebers 23 erlaubt die genaue Aussonderung jedes achten ioo-Mikrosekunden-Impulses des Impulsgenerators 28 durch einen breiteren iooo-Mikrosekunden-Impuls des Impulsgenerators 24. Der Ausgang des Koinzidenzkreises hat so die Form einer Impulsfolge, deren Wiederholungsfrequenz 400/8 gleich 50 Hz beträgt und deren Impulse eine Dauer von 100 Mikrosekunden haben. Der Takt dieser Folge ist durch das achtblättrige Diagramm bestimmt, welches auf diese Weise eindeutig die· Einfallsrichtung der empfangenen Signale mit einem viel größeren Genauigkeitsgrad darstellt, als er für die ebenfalls eindeutigen 50-Hz-Impulse gegeben ist, welche von dem kardioidenförmigen Diagramm über die Einheiten 20, 21, 22, 23, 24 erhalten werden. Die 50-Hz-Impulsfolge vom Koinzidenzkreis 29 wird an ein Tiefpaßfilter 30 von 50 Hz angelegt, dessen Ausgang dann eine 50-Hz-Sinusvergleichswelle liefert.

Eine weitere Komponente des Ausgangs des Empfangsdetektors 19 ist die Modulationshüllkurve der von der ungerichteten Bakenantenne ausgestrahlten Energie. Diese Modulationshüllkurve ist eine 5-Hz-Welle, die mit 50 Hz in der Frequenz moduliert ist, und zwar synchron mit der Rotation der Bakenantennenanordnung. Die 5-kHz-

Komponente wird durch ein 5-kHz-Bandpaßfilter 31 ausgesiebt und dann an einen Diskriminator 3 angelegt, welcher die 50-Hz-Modulationsfrequenz liefert, die mittels eines 50-Hz-Filters 33 ausgesiebt wird.

Die Richtungsanzeige wird nun eindeutig durch Phasenvergleich zwischen der 50-Hz-Bezugswelle vom Filter 33 und der so-Hz-Vergleichswelle vom Ausgang des Tiefpaßfilters 30 auf einem einzigen Indikator 34 erhalten. Der Indikator 34 ist ein 36o°-Phasenmesser üblicher Bauart, wie z. B. ein Dynamometer oder eine Kathodenstrahlröhre.

Fig. 3 zeigt eine Peilstation, welche den Erfindungsgedanken verwendet. Die Station besteht aus zwei Antennenanordnungen 35 und 36, die auf entsprechenden Drehscheiben 37 und 38 befestigt sind und durch einen Motor 39 in derselben Richtung synchron mit 50 Hz über die durch gestrichelte Linien 40-41 und 40,42,43 angegebenen Kupplungen angetrieben werden. Die Antennenanordnung 35 ist ähnlich der dreiteiligen linearen Anordnung ι von Fig. ι und hat ein einblättriges, kardioidenförmiges Diagramm, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Die Antennenanordnung 36 ist ähnlieh der aus acht Elementen bestehenden Anordnung 6 von Fig. ι und hat ein achtblättriges Diagramm, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Die von einem entfernten Sender durch die Antennenanordnung 35 aufgenommene Energie wird durch die Rotation der Antennenanordnung mit 50 Hz moduliert und an einen Empfangsdetektor 44 angelegt. Am Ausgang des Empfangsdetektors 44 wird die 50-Hz-Modulation in einem 50-Hz-Bandpaßfilter 45 gesiebt, in dem Phasenschieber 46 in der Phase eingestellt und im Impulsgenerator 47 in eine Folge von Impulsen von 1000 Mikrosekunden Dauer umgeformt. Das Filter 45, der Phasenschieber 46 und der Impulsgenerator 47 sind ähnlich den Einheiten 22, 23 und 24 von Fig. 2. Die durch die Antennenanordnung 36 aufgenommene Energie wird infolge der 50-Hz-Ro'tation.des achtblättrigen Diagramms mit 400 Hz moduliert, und diese Energie wird an den Empfangsdetektor 48 angelegt. Die 400-Hz-Modulation voni Ausgang des Detektors 48 wird in dem 400-Hz-Bandpaßfilter 49 gesiebt und mittels des Impulsgenerators 50 in eine Folge von Impulsen von 100 Mikrosekunden Dauer umgeformt.

Die Ausgangsspannungen der Impulsgeneratoren 47 und 50 werden an einen Koinzidenzkreis 51 angelegt, und durch geeignete Einstellung des Phasenschiebers 46 wird vom Koinzidenzkreis 51 eine Folge vom Impulsen mit 50 Hz Wiederholungsfrequenz und 100 Mikrosekunden Dauer, entsprechend jedem achten Impulse der 400-Hz-Folge des Generators 50, hergeleitet. Der Takt dieser Folge ist durch das achtblättrige Diagramm der rotierenden Antennenanordnung 36 bestimmt und stellt eindeutig die Einfallsrichtung der empfangenen Signale dar. Die Ausgangsspannung des Koinzidenzkreises 51 wird an ein 50-Hz-Tiefpaßfilter 52 zur Erzeugung einer 50-Hz-Vergleichs-Sinusspannung angelegt, und die Peilung des empfangenen Signals wird dann eindeutig auf dem Indikator 53 angezeigt, der die Phase der 50-Hz-Vergleichswelle vom Filter 52 mit derjenigen einer 50-Hz-Bezugswelle des Generators 54 vergleicht, die in Synchronismus mit der Antennenrotation, dargestellt durch die Linie 55, gehalten wird.

In beiden Ausführungsbeispielen kann die Phasenbeziehung zwischen der Vergleichswelle und der Bezugswelle einem Irrtum unterliegen, hervorgerufen durch die festen Phasenverschiebungen in den verschiedenen Einheiten (unterschiedliche Laufzeiten). Dieser Fehler kann in irgendeiner geeigneten Weise kompensiert werden, z. B. dadurch, daß der Nullpunkt auf dem Indikator geändert wird, oder indem zusätzliche Phasenverschiebungen eingeführt werden, um die feste relative Verschiebung bis zu einer ganzzahligen Anzahl Perioden der Welle zu bringen.

Die Wirkungsweise der beiden beschriebenen Ausführungsbeispiele wird jetzt in bezug auf die in Fig. 6 dargestellten- Wellenformen betrachtet. Diese Wellenformen sind alle über derselben Zeitskala aufgetragen, wobei jedoch feste Phasenveränderungen, die durch die verschiedenen Apparateinheiten bedingt sind, nicht berücksichtigt wurden. Betrachten wir zuerst das an Hand der Fig. 1 und 2 beschriebene Bakensystem. Die Kurve 56 von Fig. 6 stellt die 50-Hz-Bezugswelle dar, die go vom Generator 15 geliefert wird und die synchron mit der Rotation der Antennenanordnungen 1 und 6 ist und die in der Empfangsstation der Fig. 2 am Ausgang des Filters 33 für den Indikator 34 verfügbar ist.

Die Kurve 57 von Fig. 6 stellt die 50-Hz-Welle dar, die in¹ der Empfangsstation am Ausgang des Filters 22 erhalten wird. Wie schon erwähnt, entspricht diese Welle der Modulation des Feldes durch die Rotation des kardioidenförmigen Diagramms der Bake, und ihre Phase relativ zur Bezugswelle wird durch die Fortpflanzungsrichtung bestimmt.

Die Kurve 58 von Fig. 6 zeigt die 400-Hz-Welle, die in der Empfangsstation von Fig. 2 am Ausgang des Filters 27 erhalten wird. Diese Welle entspricht der Modulation des Feldes, hervorgerufen durch die Rotation des achtblättrigen Diagramms der Antennenanordnung, und ihre Phasenlage ist (mehrdeutig) abhängig von der Fortpflanzungsrichtung.

Kurve 59. von Fig. 6 zeigt zwei Impulse der 50-Hz-Impulsfolge, die auf der Empfangsstation von Fig. 2 am Ausgang des Impulsgenerators 24 erhalten wird. Der Takt dieser Impulse wird in erster Linie bestimmt durch die Phasenlage der Ursprungswelle 57 (die Impulse treten in den Augenblicken, auf, wenn die Welle 57 in einer gegebenen Richtung durch ihren Nullwert geht), aber er kann mittels des Phasenschiebers 23 von iao Fig. 2 etwas geändert werden. Die Dauer T₁ dieser Impulse ist nicht kritisch, soll jedoch einen großen Bruchteil der Periode der 400-Hz-Welle 58 darstellen; im gegebenen Beispiel beträgt T₁ 1000 Mikrosekunden, das ist etwa gleich 0,4 der Periode der 400-Hz-Welle.

Kurve 60 von Fig. 6 stellt die Impulsfolge dar, welche an der Empfangsstation von Fig. 2 am Ausgang des Impulsgenerators 28 erhalten wird. Der Takt dieser Impulse wird durch die Phasenlage der 400-Hz-Welle 58 bestimmt. Die Dauer T₂ dieser Impulse beträgt einen kleinen Bruchteil der Periode der 400-Hz-Welle 58; im vorliegenden Beispiel ist T₂ 100 MikroSekunden und gleich 0,04 der Periode der 400-Hz-Welle.

Kurve 61 von Fig. 6 zeigt zwei Impulse der So-Hz-Folge, die am Ausgang des Koinzidenzkreises 29 erhalten werden, während die Kurve 6-2 von Fig. 6 die 50-Hz-Sinusverg'leichs welle darstellt, die aus der Impulsfolge 61 mittels des Tiefpaßfilters erhalten wird. Die Phasenlage der Vergleichswelle 62 wird durch den Takt der Impulsfolge 61, d.h. durch den Takt jener Impulse der Folge 60 erhalten, die durch den Koinzidenzkreis infolge ihrer Zeitüberlappung mit den Impulsen der Folge 59 hindurchgehen. Die Richtungsanzeige wird im Indikator 34 durch Phasenvergleich zwischen der Bezugswelle 56 und der Vergleichswelle 62 erhalten, d. h. zwischen der Bezugswelle und einer Welle, die von dem rotierenden achtblättrigen Diagramm abgeleitet ist.

Die Betrachtung der Kurven von Fig. 6 zeigt, daß die Dauer T₁ der Impulse der Folge 59 so groß sein muß, daß sie einen ganzen Impuls oder Teile von zwei aufeinanderfolgenden Impulsen der Folge 60 überlappt. Sie muß mindestens gleich der Dauer der Impulse der Folge 60 sein, so daß der letztere völlig überlappt werden kann. Es besteht jedoch die Möglichkeit, daß unter gewissen Umständen die Impulse der Folge 59 keinen der Im-

pulse der Folge 60 überlappen, und in diesem Fall würde keine Vergleichswelle erzeugt werden. Um diese Schwierigkeit zu umgehen, ist der Phasenschieber 23 vorgesehen; durch geeignete Einstellung des Phasenschiebers können die Impulse der Folge 59 zur völligen Deckung mit Impulsen der Folge 60 gebracht werden. Der Bereich der Phaseneinstellung braucht natürlich nur relativ klein zu sein und braucht nur dem Zeitintervall zwischen den Impulsen der 400-Hz-Folge 60, d. h. 2500 Mikro-Sekunden (45° Phasenverschiebung in einer 50-Hz-Welle) im Falle des beschriebenen Ausführungsbeispiels zu entsprechen. Diese Phaseneinstellung beeinflußt nicht die Richtungsanzeige, sondern sorgt dafür, daß die Vergleichswelle in ihrer Intensität nicht verringert wird, da stets der volle Impuls der Folge 60 durch den Koinzidenzkreis geht. Wenn die zu messende Richtung sich ändert, bewegen sich die zwei mit 59 und 60 bezeichneten Impulsfolgen längs der Zeitskala mit geringer

relativer Phasenverschiebung, und es ist praktisch keine Neueinstellung des Phasenschiebers notwendig.

Für das in Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel einer Peilstation bedeutet die Kurve 56 wieder die 50-Hz-Bezugswelle, die dieses Mal vom Generator 54 in Fig. 3 abgeleitet ist. Die Kurve 57 ist dann die 50-Hz-Welle, die aus der Rotation des kardioidenförmigen Diagramms der Antennemanordnung 35 resultiert und die im Ausgang des Filters 45 in Fig. 3 vorhanden ist, während die Kurve 58 die 400-Hz-Welle ist, die aus der Rotation des achtblättrigen Diagramms der Antennenanordnung 36 resultiert und die am Ausgang des Filters 49 in Fig. 3 auftritt. Die durch die Kurven 59 und 60 dargestellten Impulsfolgen sind in diesem Fall die 7» durch die Impulsgeneratoren 47 und 50 von Fig. 3 erzeugten Folgen. Die Impulsfolge 61 ist die 50-Hz-Folge, die vom Koirizidenzkreis 51 von Fig. 3 abgeleitet ist, und die Kurve 62 ist die sinusförmige 5 o-Hz- Vergleichs welle, die im Ausgang des Filters 52 für den Phasenvergleich im Indikator 53 mit der durch die Kurve 56 dargestellten Bezugswelle erhalten wird.

In dem beschriebenen System wird das Peilsignal von nur einem der Blätter des mehrblättrigen Diagramms erhalten, d. h. das System hat dieselbe Genauigkeit, als wenn das rotierende Diagramm die Form eines einzigen scharfen Blattes hätte. Die Erzeugung solch eines Blattes wäre jedoch außerordentlich schwierig und könnte nur mit Antennenanordnungen erreicht werden, die einen sehr großen Abstand voneinander haben. Ferner würde die Rotation solch eines Strahles beträchtliche Schwierigkeiten bereiten, wenn das System nicht mit Zentimeterwellenlängen arbeitet.

Es ist selbstverständlich auch möglich, andere Antennenanordnungen und andere Diagrammformen zu verwenden, als sie beschrieben sind, und es- ist .auch möglich, anstatt einer mechanischen Drehung der Antennenanordnung eine elektrische Drehung der Richtdiagramme vorzusehen, indem die mechanische Drehung der Antennen beispielsweise durch rotierende Goniometer ersetzt wird. Das Bezugssignal kann bei der Meß auswertung auch durch eine Folge scharfer Impulse ersetzt werden, deren Wiederholungsfrequenz gleich der Frequenz der Rotation des Richtdiagramms ist. Die eindeutige Richtungsanzeige wird dann durch einen Zeitvengleich zwischen den Bezugsimpulsen und den Koinzidenzkrei'simpulsen erhalten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Funk-Navigations-System, bei dem durch sende- oder empfangsseitigen synchronen Umlauf zweier Antemnenanordniungen, von· denen die eine ein einblättriges, die andere ein mehrblättriges Diagramm besitzt, und durch empfangsseitigen Phasenvergleich der beiden Peilmodulationen mit einer phasenstarren Bezugsschwingung eine in der Genauigkeit gesteigerte, gleichwohl aber eindeutig bleibende Anzeige.erlangt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur empfangsseitigen, rein elektronischen Gewinnung zweier in der Phase zu vergleichender, eine unmittelbare Richtungsanzeige ergebender kontinuierlicher oder impulsgetasteter Spannungen Mittel vorgesehen sind, um aus den beiden Peilmodulationen frequenz- und phasenentsprechende Impulsfolgen abzuleiten, sie mittels Phasen-Schiebers derart fein einzuregeln, daß einzelne

Impulse der höherfrequenten Impulsfolge durch die niedrigerfrequente Impulsfolge zeitlich überdeckt werden, diese Einzelimpulse der höherfrequenten Impulsfolge auszusondern und sie selbst oder ihre Wiederholungsfrequenz mit der phasenstarren Bezugsschwingung oder einer daraus gewonnenen frequenz- und phasenentsprechenden Impulsfolge in der Phase zu vergleichen.

ίο 2. System nach Anspruch ι für die Verwendung als Drehfunkfeuer, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsfrequenzwelle ungerichtet und auf einer anderen Trägerfrequenz ausgestrahlt wird als die ebenfalls auf unterschiedliehen Trägerfrequenzen ausgestrahlten rotierenden Richtdiagramme und daß der Träger für die Bezugswelle mit einem Zwischenträger moduliert ist, dessen Frequenz größer als die Wiederholungsfrequenz der hochfrequenten Impulsfolge ist.

3. System nach Anspruch 1 für die Verwendung als Peilstation, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden synchron rotierenden Richtantennenanordnungen Empfangsantennenanordnungen sind und daß das Bezugsfrequenzsignal aus der Rotationsfrequenz der Antennenanordnungen gewonnen wird.

4. System nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Phasenlage zwischen den beiden aus den Peil- 3a modulationswellen gewonnenen Impulsfolgen bei der niedrigerfrequenten erfolgt, und zwar durch Phasenverschiebung nach ihrer Gleichrichtung, also yor der Umformung in die entsprechende Impulsfolge.

5. System nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgewählten Impulse der höherfrequenten Folge einem Filter zugeleitet werden, dessen Ausgangsspannung eine sinusförmige Vergleichswelle zum Phasenvergleich mit der Bezugsfrequenzwelle liefert.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 530 600, 2 565 506.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen