DE977762C - Schaltung zum Analysieren der Signale eines kurzzeitige Signale abgebenden Hochfrequenzsenders - Google Patents

Schaltung zum Analysieren der Signale eines kurzzeitige Signale abgebenden Hochfrequenzsenders

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DE977762C
DE977762C DET20856A DE977762DA DE977762C DE 977762 C DE977762 C DE 977762C DE T20856 A DET20856 A DE T20856A DE 977762D A DE977762D A DE 977762DA DE 977762 C DE977762 C DE 977762C
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Germany
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signals
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DET20856A
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Inventor
Otto Bucher
Hans Dipl-Ing Staeudle
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Telefunken Patentverwertungs GmbH
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Telefunken Patentverwertungs GmbH
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S1/00Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
    • G01S1/02Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using radio waves

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Description

  • Schaltung zum Analysieren der Signale eines kurzzeitige Signale abgebenden Hochfrequenzsenders Die Erfindung betrifft eine Schaltung zum Analysieren der Signale eines kurzzeitige Signale abgebenden und auf der Anzeigeröhre eines Peilers eine Anzeige hervorrufenden Hochfrequenzsenders, wobei dieser Peiler innerhalb eines vorgegebenen Frequenzbandes arbeitende Sender verschiedener Frequenz punktförmig derart anzeigt, daß die Verbindungslinie zwischen jedem der angezeigten Punkte und dem Mittelpunkt der Anzeigeröhre gegenüber einer Bezugsrichtung den Einfallswinkel des betreffenden Signals kennzeichnet.
  • Pfeiler, die eine punktförmige Anzeige bewirken und nicht selektiv arbeiten, sind bereits vorgeschlagen worden. Aus verschiedenen Gründen, die hier nicht erörtert werden sollen, ist es bei Peilern zur Peilung kurzzeitiger Signale nicht mehr möglich, selektive Peiler zu verwenden. In den Fig. 1 und 2 der Zeichnung ist ein Beispiel eines Peilers dargestellt, der der Peilung kurzzeitiger Signale dient.
  • Die Fig. I zeigt die Anordnung der Antennen 1: es sind acht Richtantennen vorgesehen, deren Richtdiagramme nach außen radial zu dem dargestellten Kreis liegen. Es sei angenommen, daß sich benachbarte Antennendiagramme teilweise überlappen.
  • Zwei Antennen 1 a und 1 b dieser acht Antennen sind in der Fig. 2 herausgezeichnet. Die anderen Antennen sind in entsprechender Weise wie diese beiden Antennen mit Schaltgliedern verbunden. An die Antennen sind Gleichrichter 2 a und 2 b angeschaltet, die den Hochfrequenzimpuls in einen Gleichstromimpuls umformen. Hieran schließen sich Videoverstärker 3 a und 3 b an. Die Ausgangssignale dieser Verstärker werden über Detektoren 4a und 4b auf Speicherglieder 5 a und 5 b gegeben.
  • Die Ausgangssignale dieser Speicherglieder steuern dann Modulationsstufen 6 a und 6 b. Diesen Modulationsstufen werden im Phasenschieber 8 aus dem Hilfsoszillator 7 gewonnene Spannungen der Frequenz J0 zugeführt, und zwar unterscheiden sich die acht am Phasenschieber 8 abnehmbaren Spannungen durch ihre Phase. Alle diese Spannungen sind 360° = 360° um = = 45° gegenüber der Spannung p 8 der Nachbarklemme verschoben, und diese Spannungen werden derart auf die Modulationsstufen gegeben, daß die zu benachbarten Antennen gehörenden Modulationsstufen jeweils um 45° gegeneinander in der Phase verschobene Spannungen erhalten. Somit gehört zu jeder Antenne eine bestimmte Phase. Die Modulationsstufen geben an den gemeinsamen Arbeitswiderstand 9 für alle Antennen nur dann eine Spannung ab, wenn das Speicherglied ein Steuersignal abgibt, also wenn die entsprechende Antenne von einem Signal beaufschlagt wird. Die Phasenlage der sich am gemeinsamen Arbeitswiderstand 9 ausbildenden Spannung wird gegenüber der Phasenlage einer Bezugs spannung aus dem Oszillator 7 verglichen und hieraus dann die Azimutanzeige gewonnen. Dies geschieht hier durch Aufspaltung der sich am Arbeitswiderstand g ausbildenden Spannung in zwei um 900 gegeneinander phasenverschobene Spannungen (Gliedern Io und II). Zwischen den Ablenksystemen der Anzeigeröhre I2 und diesen phasendrehenden Gliedern liegen noch Stufen 13 und I4, die den Momentanwert der Ausgangsspannungen der Glieder 10 und II bei Eintreffen eines kurzzeitigen Signals aus dem Glied I6 abfragen und für eine Zeit, die kürzer ist als die Periode der Frequenz diesen Wert speichern und damit die Anzeige eines Punktes I7 bewirken. Die Verbindungslinie eines Punktes mit dem Mittelpunkt der Anzeigeröhre gibt gegenüber einer Bezugsrichtung den Einfallswinkel des Signals an, während der Abstand vom Mittelpunkt der Röhre hier von der Feldstärke des einfallenden Signals abhängt. Das kurzzeitige Signal zum Abfragen des Momentanwertes der Ausgangsspannungen der Glieder 10 und II wird durch Begrenzung im Begrenzer 15 der Bezugsspannung des Oszillators 7 und durch Herstellung eines Triggerimpulses in jeder Periode, z. B. beim positiven Nulldurchgang der begrenzten Spannung im Glied I6, erzielt.
  • Da bei verschiedenen Einfallsrichtungen von nacheinander einfallenden Signalen die Momentanwerte der Ausgangsspannungen der Glieder 10 und II zum Zeitpunkt der Abfragung durch den Triggerimpuls aus dem Glied I6 verschieden sind, ändert sich auch die Anzeige entsprechend der Änderung des Einfallswinkels.
  • Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel stellt die Entfernung des Leuchtpunktes vom Mittelpunkt der Anzeigeröhre jeweils ein Maß der Feldstärke dar. Man kann auch diese Entfernung für alle Sender mit hinreichender Empfangsfeldstärke konstant halten, indem man z. B. eine Begrenzerstufe einschaltet. So ist es möglich, die der Anzeigeröhre zugeführten Ablenkspannungen mit dem Ergebnis einer Frequenzmessung oder einer anderen Größe des einfallenden Signals zu modulieren, wodurch der Abstand des angezeigten Punktes vom Mittelpunkt der Anzeigeröhre ein Maß der Frequenz bzw. der anderen Größe ist.
  • Die Peilung von kurzzeitigen Signalen kann z. B. auch dadurch geschehen, daß man - wie bereits vorgeschlagen - das gleiche Antennensystem wie oben beschrieben (Fig. I) verwendet, die Ausgangssignale der Antennen gleichrichtet, verstärkt und speichert, die Speicherglieder der einzelnen Antennen nacheinander in schnellem Rhythmus mit der PeriodeT abfragt und daß man alle abgefragten Werte einem schwingfähigen System zuführt, dessen reziproke Resonanzfrequenz gleich T ist. Es bildet sich dann eine Schwingung mit der Frequenz / = I/T aus, die je nach Einfallsrichtung des Signals gegenüber einer Bezugsspannung gleicher Frequenz und fester Phase phasenverschoben ist. Die Phasenverschiebung ist wiederum ein Maß des Einfallwinkels. Die Phasendifferenz wird in an sich bekannter Weise zur Anzeige gebracht, z. B. genauso wie oben beschrieben. Hierbei erhält man wiederum eine punktförmige Anzeige. Auch hier kann die Entfernung des Leuchtpunktes vom Mittelpunkt konstant sein, oder aber ein Maß für eine weitere Signalgröße, z. B. die Feldstärke oder die Frequenz sein.
  • Es ist noch ein weiteres Peilverfahren für kurzzeitige Signale vorgeschlagen worden, bei dem ebenfalls das oben beschriebene Antemlensystem benutzt wird. In an den Antennen angeschalteten Gliedern wird hier in Abhängigkeit von einem Eingangssignal ein Impuls erzeugt, der zwei Schaltungsanordnungen anstößt. Diese erzeugen von der Feldstärke unabhängige Impulse, deren voreingestelltes Amplitudenverhältnis die jeweilige mittlere Empfangsrichtung der entsprechenden Antenne kennzeichnet. Gibt man diese Impulse auf die Ablenksysteme einer Anzeigeröhre, so erhält man wieder eine punktförmige Anzeige, durch die die Peilrichtung gegeben ist. Durch Modulation der Impulse mit dem Meßergebnis der Frequenz des in hinreichender Amplitude einfallenden Signals erhält man eine Anzeige, bei der gleichzeitig der Frequenzwert dargestellt ist.
  • Die oben angegebenen Peilverfahren bringen alle punktförmige Anzeigen zustande. Durch diese Anzeige ist die Einfallsrichtung und gegebenenfalls auch noch die Feldstärke oder die Trägerfrequenz oder eine andere Größe jedes einfallenden kurzzeitigen Signals gegeben. Es ist jedoch bei Einfall der Signale mehrerer Sender noch nicht möglich, die Signale eindeutig zu analysieren, d. h. den Impulsabstand aufeinanderfolgender Impulse, die Impulsbreite nsw. festzustellen.
  • Zweck der Erfindung ist es, eine Anordnung anzugeben, mit deren Hilfe auch bei Einfall mehrerer oder vieler Sender die Signalfolge eines bestimmten Senders noch näher untersucht werden kann.
  • Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Anzeigeröhre als Zweistrahlanzeigeröhre ausgebildet ist, deren zweites Ablenksystem mit einer Gleichspannungsquelle über einstellbare Widerstände derart verbunden ist, daß der zweite Elektronenstrahl auf jeden beliebigen Punkt des Anzeigeschirmes ablenkbar ist, daß Schaltmittel vorgesehen sind, denen die den beiden Anzeigesystemen zugeführten Ablenkspannungen aufgegeben werden und die bei wenigstens ungefährer Gleichheit der sich entsprechenden Spannungen beider Anzeigesysteme eine Verbindung zwischen einem Punkt des Peilers, an dem die Eingangssignale unverfälscht abnehmbar sind, und einem an sich bekannten Analysiergerät für kurzzeitige Signale herstellen.
  • Statt einer Zweistrahlröhre ist vorteilhaft auch eine Einstrahlröhre mit den dazugehörigen elektronischen Schaltern verwendbar. In diesem Fall werden die Spannungen zur Auslenkung des Pilotpunktes bei Einfall eines Signals kurzzeitig abgeschaltet. Die Verwendung einer Einstrahlanzeigeröhre hat den Vorteil, daß die in der Praxis immer auftretenden, durch die verschiedenen Parameter bedingten Ungenauigkeiten zwischen zwei verschiedenen Ablenksystemen sich nicht nachteilig auswirken können.
  • Zur Erklärung des Prinzips der Erfindung soll die Fig. 3 dienen. Wie der Peiler, durch den die punktförmige Anzeige zustande kommt, im einzelnen aussieht, spielt keine Rolle. Von dem Peiler ist daher in der Fig. 3 lediglich die Anzeigeröhre 18 dargestellt. Diese Anzeigeröhre ist, wie oben bereits beschrieben, als Zweistrahlanzeigeröhre ausgebildet. Über die Leitungen 19 und 20 werden ihr die Ablenkspannungen für das eine Anzeigesystem, und zwar die Peilergebnisse zugeführt. Hierdurch entsteht ein Anzeigebild, das aus einem oder mehreren Leuchtpunkten besteht. Wünscht man nun den Signalverlauf eines der angezeigten Sender näher zu untersuchen, so regelt man die an dem Glied 23 abgenommenen Gleichspannungen so lange, bis der Leuchtpunkt des zweiten Anzeigesystems der Anzeigeröhre sich mit dem Leuchtpunkt des Senders, dessen Signalverlauf analysiert werden soll, deckt. Hierzu ist das zweite Anzeigesystem über die Leitungen 21, 22 mit dem Glied 23 verbunden. Das Glied 23 enthält eine Gleichspannungsquelle sowie Widerstände, mit deren Hilfe einmal die Polarität der beiden Ausgangsspannungen (Leitungen 21 und 22) änderbar (Widerstand mit Mittelabgriff) sowie auch der Betrag der Spannungen einstellbar ist. Damit ist es möglich, den zweiten Leuchtpunkt auf jeden beliebigen Punkt der Anzeigeröhre zu stellen. Sowohl die Eingangsspannungen des ersten Anzeigesystems der Anzeigeröhre (Leitungen 19 und 20) als auch die Ausgangsspannungen des Gliedes 23 werden noch zusätzlich an Schaltmittel 24 gelegt. Hier wird geprüft, ob die sich entsprechenden Spannungen beider Anzeigesysteme, also die beiden Spannungen für die Vertikalablenkung und die beiden Spannungen für die Horizontalablenkung, gleich groß sind. Ist dies der Fall, so wird von den entsprechenden Teilen je ein Signal abgegeben, welches Torschaltungen 25 und 26 durchschaltet. Damit wird die Leitung 28 von einem Punkt des Peilers, an dem die Signale aller Antennen noch unverfälscht zur Verfügung stehen, mit dem eigentlichen Analysator 27, der hier nicht beschrieben werden braucht, verbunden. In der Praxis bedeutet das, daß bei jedem Eintreffen. eines Signals des entsprechenden Senders die Torschaltungen 25 und 26 durchgeschaltet werden. Alle Signale der anderen Sender jedoch können nicht zu dem Analysator gelangen. Eventuell wird es notwendig sein, in die Leitung 28 ein entsprechend bemessenes Verzögerungsglied einzuschalten, damit im Zeitpunkt des Durchschaltens das richtige Signal zur Verfügung steht. Die Leitung 28 wird man z. B. in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 hinter den Verstärkern 3 a, 3.... anschalten. Alle Verstärkerausgänge sind mit dieser Leitung 28 verbunden.
  • In manchen Fällen, z. B. bei sich bewegenden Sendern, wird es von Interesse sein, nicht nur bei exaktem Übereinanderliegen der beiden Leuchtpunkte auf dem Anzeigeschirm eine Analysiermöglichkeit zu haben, sondern auch dann, wenn beide Leuchtpunkte etwas gegeneinander verschoben sind. In dem oben angegebenen Beispiel eines sich bewegenden Senders ist es dann nicht notwendig, eine dauernde Nachführung des einstellbaren Leuchtpunktes durchzuführen. Ein derartiges Ausführungsbeispiel ist in Fig. 4 dargestellt. Die durchzuschaltende Leitung trägt wiederum das Bezugszeichen 28, der Analysator das Bezugszeichen 27, die Zweistrahlanzeigeröhre das Bezugszeichen I8 und das Glied zur Verschiebung des einen Leuchtpunktes mittels des einen Anzeigesystems das Bezugszeichen 23.
  • Nunmehr wird jedoch die eine Ausgangsspannung Ur des Gliedes 23 nicht mehr dem Glied 24, sondern einem Glied 29 und die andere Ausgangsspannung U2 des Gliedes 23 dem Glied 30 zugeführt. In den Gliedern 29 und 30 werden zwei Spannungen erzeugt, und zwar- im Glied 29 die Spannungen U1 + A U und U1 - A U und entsprechend im Glied 30 die Spannungen Ur + dU und U2 - A U. Diese Spannungen werden nun Spannungsvergleichsschaltungen 3I bis 34 zugeführt, denen gleichzeitig auch die Ablenkspannungen der Leitungen 19 und 20 zugeführt werden. Das Glied 32 ändert seinen Ausgangswert, gibt zum Beispiel ein Signal ab, wenn die zugeführte Spannung von der Leitung 19 größer als U1 - A U ist.
  • Das Glied3I gibt ein Signal ab, wenn die Spannung von der Leitung 19 oberhalb Ul + dU liegt.
  • Kommt nun ein Signal von dem Glied 32 zu der Schaltungsanordnung 35, so bewirkt diese, daß das Tor 36 auf Durchgang geschaltet wird. Ist die zugeführte Spannung größer als U1 - A U und größer als U1 + d U, so heben sich die Signale von 31 und 32 im Schaltglied 35 auf, und Tor 36 bleibt geschlossen. In gleicher Weise arbeiten die Glieder 33 und 34 bzw. 37 und das Tor 38. Gelangen also zu den Gliedern 3I und 32 bzw. 33 und 34 von den Leitungen 19 und 20 Spannungen, die zwischen den Werten U1 + A U und U1 - U bzw. U2 + J U und U A U liegen, so werden die Tore 36 und 38 auf Durchgang geschaltet, d. h., zum Glied 27 gelangen die zu analysierenden Signale. Der Bereich, in dem die Signale eines angezeigten Senders noch analysiert werden, ist durch U bestimmt. Auf der Anzeigeröhre ist dieser Bereich durch ein Quadrat mit der Seitenlänge S = K2 U gegeben, wobei der durch die Spannungen aus dem Glied 23 einstellbare Leuchtpunkt im Schwerpunkt liegt. Man kann die Spannung U natürlich variabel machen und damit den Bereich den Erfordernissen anpassen.
  • Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind in die Verbindung aller Verstärkerausgänge bzw. der entsprechenden Punkte bei anderen Ausführungsbeispielen mit der gemeinsamen Leitung 28 Schalter eingebaut. Diese dienen dazu, jeweils nur den Ausgang derjenigen Antenne mit der Leitung 28 zu verbinden, über die die zu analysierenden Signale empfangen werden. Diese Maßnahme bringt den Vorteil mit sich, daß der Signal-zu Rauschabstand verbessert wird. Man kann das Organ zur Einstellung des Verhältnisses der Ausgangspannung des Gliedes 23 zur Betätigung der einzelnen Schalter heranziehen, indem man mit diesem Organ einen entsprechenden Schalter, z.B. einen Schalter in Verbindung bringt, der je nach Einstellung des Verhältnisses der Ausgangsspannungen des Gliedes 23 die entsprechende Antenne mit der Leitung 28 verbindet.
  • Die Erfindung ist nicht auf die Anwendung bei der in Fig. 2 dargestellten Peilanordnung beschränkt. Vielmehr ist sie bei allen nicht selektiven Peilverfahren für kurzzeitige Signale mit punktförmiger Anzeige anwendbar.
  • Es soll noch erwähnt werden, daß es natürlich auch möglich ist, wenn gleichzeitig die Signale zweier oder mehrerer angezeigter Sender analysiert werden sollen, eine Mehrstrahlanzeigeröhre zu verwenden und die Anordnung zur Durchschaltung auf das Analysiergerät sowie das Analysiergerät selbst mehrfach vorzusehen.

Claims (4)

  1. PATENTAN SPRUCHE: I. Schaltung zum Analysieren der Signale eines kurzzeitige Signale abgebenden und aufder hizeigeröhre eines Peilers eine Anzeige hervorrufenden Hochfrequenzsenders, wobei dieser Peiler innerhalb eines vorgegebenen Frequenzbandes arbeitende Sender verschiedener Frequenz punktförmig derart anzeigt, daß die Verbindungslinie zwischen jedem der angezeigten Punkte und dem Mittelpunkt der Anzeigeröhre gegenüber einer Bezugsrichtung den Einfallswinkel des betreffenden Signals kennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeröhre als Zweistrahlanzeigeröhre ausgebildet ist, deren zweites Ablenksystem mit einer Gleichspannungsquelle über einstellbare Widerstände derart verbunden ist, daß der zweite Elektronenstrahl auf jeden beliebigen Punkt des Anzeigeschirmes ablenkbar ist, daß Schaltmittel vorgesehen sind, denen die den beiden Anzeigesystemen zugeführten Ablenkspannungen aufgegeben werden und die bei wenigstens ungefährer Gleichheit der sich entsprechenden Spannungen beider Anzeigesysteme eine Verbindung zwischen einem Punkt des Peilers, an dem die Eingangssignale unverfälscht abnehmbar sind, und einem an sich bekannten Analysiergerät für kurzzeitige Signale herstellen.
  2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle einer Zweistrahlanzeigeröhre eine Einstrahlanzeigeröhre vorgesehen ist, deren Ablenksystem über die einstellbaren Widerstände mit der Gleichspannungsquelle verbunden ist und daß Mittel vorgesehen sind, die bei Einfall eines Signals dieses Ablenksystem von der Gleichspannungsquelle abschalten und mit dem Peilwert beaufschlagen.
  3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um die zur Einstellung des zweiten Elektronenstrahls benutzten Spannungen Ul und U2 in Spannungswerte Ul - A U und Ul + dU bzw Q - A U und Un + A U umzuwandeln und daß die Schaltmittel, in denen diese Spannungswerte jeweils mit den entsprechenden zum ersten Anzeigesystem der Anzeigeröhre gelangenden Signale verglichen werden, derart ausgeführt sind, daß sie bei Signalen, die innerhalb der Grenzen U1 - A U und U1 + dU bzw. U2 - A U und U2 + X U liegen, die erwähnte Verbindung herstellen.
  4. 4. Anordnung nach einem der Ansprüche I bis 3, bei der die unverfälschten Eingangssignale in den verschiedenen Antennenzweigen ausgekoppelt und über die gemeinsame Verbindungsleitung dem Analysiergerät zugeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Auskoppelpunkte und der gemeinsamen Verbindungsleitung Schalter eingeschaltet sind, die gleichzeitig bei der Einstellung des zweiten Elektronenstrahles derart betätigt werden, daß immer nur eine Verbindung des Analysiergerätes mit der (den) Antennen besteht, in deren Winkelbereich der Sender, dessen Signale zu analysieren sind, liegt.
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