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Eisen-Goniometer
Die Erfindung betrifft ein Eisen-Goniometer, wie es
insbesondere in Verbindung mit Mehrantennenpeilanlagen Verwendung findet. Die bisher
für diesen Zweck üblichen Goniometer besitzen eine der Anzahl der Richtantennen
entsprechende Anzahl von Feldspulen, die in den meisten Fällen fest angeordnet sind,
während auf einem Rotor die Peilsuchspule angeordnet ist. Diese Suchspule muß winkeltreu
gewickelt sein, da sich anderenfalls Peilfehler ergeben. Die Winkeltreue der Wicklung
erreicht man beispielsweise durch die Verteilung der Wicklung auf einen breiten
Sektor des Umfanges des Rotors. Diese bekannten Goniometer besitzen jedoch außerdem
auf dem Rotor eine zweite Wicklung, die senkrecht zur Wicklung der Peilsuchspule
verläuft. Diese zweite Suchspule ist für die Seitenbestimmung vorgesehen und braucht
daher nicht winkeltreu gewickelt zu sein.
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Es gibt jedoch Anwendungen für derartige Goniometer, die nicht auf
das Gebiet des Peilens beschränkt sind, bei denen verlangt wird, daß beide Rotorwicklungen
winkeltreu gewickelt sind.
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Man sollte zunächst annehmen, daß diese Forderung gar nicht zu erfüllen
ist, weil durch die Kopplung der beiden Systeme eine theoretisch erzielbare Winkeltreue
doch wieder zunichte gemacht wird.
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Werden nämlich beide Wicklungen winkeltreu ausgeführt, d. h. verteilt
auf dem Umfang des Goniometerkerns angeordnet, so ist die gegenseitige Kopplung
sehr viel größer, als wenn man die eine Wicklung verteilt anordnet und die andere,
die bisher nur der Seitenbestimmung diente, konzentriert auf dem Kern aufbringt.
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Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese Schwierigkeiten zu meistern
sind, wenn man dafür sorgt, daß die Kapazitäten der beiden Wicklungen, einer-
seits
gegenüber dem auf Massepotential liegenden Eisenkern, andererseits gegeneinander
sehr klein gehalten werden. Diese Erkenntnis wird bei dem erfindungsgemäßen Eisengoniometer
ausgewertet, dessen Merkmale darin bestehen, daß Isolierscheiben sowohl zwischen
den Suchspulen und dem Eisenkern als auch zwischen den Suchspulen untereinander
angeordnet und über die durch die konstruktiven Anforderungen gegebenen Dimensionen
hinaus derart bemessen sind, daß durch ihre verstärkte kapazitätsvermindernde Wirkung
eine Verbesserung der elektrischen Winkeltreue der Suchspulen erlangt wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sollen die auf
die Stirnseiten des Eisenkerns aufgesetzten Scheiben einen Durchmesser besitzen,
der den Durchmesser des Eisenkerns um den erforderlichen Abstand überragt; die auf
die erste Spule aufgesetzten Scheiben sollen ihrerseits wiederum einen Durchmesser
besitzen, der den Durchmesser der inneren Scheiben um den erforderlichen Abstand
überragt.
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Es ist an sich ein Goniometer bekannt, dessen zwei unter go0 gekreuzte
Suchspulen auf einen Eisenkern unter Verwendung zweier zwischen liegender Isolierscheiben
mit zahlreichen, die Spulenwindungen festlegenden Randaussparmlgen angeordnet sind.
Bei dieser bekannten Anordnung dienen die Isolierscheiben der genauen Festlegung
der Spulenwindungen. Sie bewirken aber auch zwangläufig eine Verminderung der Kapazität
der Spulenwindungen gegenüber dem Eisenkern. Die der Erfindung zugrunde liegende
Aufgabe, nämlich die Herstellung eines Goniometers, dessen beide um go0 gekreuzte
Suchspulen eine ausreichende elektrische Winkeltreue besitzen, wird jedoch erst
durch den oben näher bezeichneten kapazitätsvermindernden Aufbau der beiden Suchspulenwicklungen
unter Zwischenschaltung von entsprechend dimensionierten Isolierscheiben gelöst.
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Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Goniometerkerus ist
in den Abb. 1 und 2 dargestellt.
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Abb. I stellt die Ansicht, Abb. 2 einen diametralen Schnitt durch
einen solchen Goniometerkern dar.
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Der Eisenkörper, der in seiner Mitte eine Bohrung zur Aufnahme der
Goniometerachse trägt, ist mit I bezeichnet. Die beiden Stirnseiten des Kerns werden
von den Abstandsscheiben 2 begrenzt. Ihr Durchmesser ist etwas größer als der Durchmesser
des Eisenkerns. Auf diesen, mit den Abstandsscheiben versehenen Kern wird die Wicklung
3 aufgebracht. Um zwischen dieser Wicklung und dem Umfang des Eisenkerns einen konstanten
Abstand zu halten, ist der Umfang des Eisenkerns zuvor noch mit einem Abstandsring
13 versehen, auf dem dann die Wicklung 3 aufliegt. Nach Fertigstellung der Wicklung
3 werden zwei weitere Abstandsscheiben 4 an den Stirnseiten des Goniometerkerns
angebracht. Diese Abstandsscheiben 4 besitzen einen Durchmesser, der wiederum etwas
größer ist als der Durchmesser der Ahstandsscheiben 2. Vor Aufbringen der Wicklung
5 wird der Umfang des Goniometerkerns und nunmehr auch der Wicklung 3 mit einem
zweiten Ring 14 belegt, der seinerseits den Abstand zwischen der ersten und der
zweiten Goniometerwicklung festlegt.
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Zur Erzielung einer ausreichenden Winleltreue ist es notwendig, daß
die einzelnen Windungen symmetrisch auf einen Teil des Umfanges des Goniometerkerns
verteilt sind. Die vorgesehenen Abstandsscheiben können dabei gleichzeitig als Schablonen
für das Aufl)ringen der Wicklung l>enutzt werden, wenn sie mit vorbereiteten
Aussparungen, die beispielsweise auf einem Teilkopf angefertigt sind, versehen sind.
Die Herstellung dieser Aussparungen auf einem Teilkopf ist verhältnismäßig ei.nfac-h.,
weil sämtliche vier Scheiben die gleiche Teilung benötigen. Die Scheiben 2 und 4
müssen nur genau um go0 gegeneinander versetzt an die Stirnwände des Goniometerkerns
angebracht, z. B. angeklebt, werden. Diese go0-Einstellung kann man verhältnismäßig
leicht erreichen, wenn man auf dem Teilkopf zwei um go° gegeneinander versetzte
Einschnitte am Umfang der Scheiben vorsieht.
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Das erfindungsgemäße Goniometer kann auf den verschiedensten Gebieten
Anwendung finden; so werden Goniometer beispielsweise in Meßeinrichtungen oder in
Phasenschiebereinrichtungen benötigt. Hauptsächlich finden Goniometer jedoch in
Peilanlagen Anwendung. Während es bisher üblich war, Goniometer der bekannten Bauart
mit einer Peilsuchspule und einer Seitensuchspule in Verbindung mit einem Mehrantennensystem
zu benutzen, ist es mit einem Goniometer, das gemäß der Erfindung zwei um go0 gekreuzte,
winkeltreu ausgebildete Suchspulenwicklungen besitzt, möglich, eine Transformation
der von einem Antennensystem mit mehr als zwei Antennen erhaltenen Peilspannungen
auf ein System mit karthesischen Koordinaten durchzuführen. Eine solche Transformation
ist beispielsweise dann notwendig, wenn man von einem solchen Antennensystem, das
in dem Ausfühtrungsbeispiel nach Abt). 3 aus dem 6-Mast-Adcock 6 besteht, eine Anzeige
auf einem Braunschen Rohr in karthesischen Koordinaten erhalten will. In diesem
Fall ist es nötig, von den Feldspulenwicklungen 7 auf die beiden rechtwinklig zueinander
angeordneten Suchspulenwicklungen 8 und 9 eines Goniometers zu gehen. Die beiden
Suchspulenwicklungen werden dann auf getrennte Verstärker IO und II geschaltet;
die Ausgangsspannung der Verstärker wird als Ablenkspannung den beiden senkrecht
aufeinander stehenden Ablenkplattenpaaren des Braunschen Rohres I2 zugeführt.