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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Das Glied3I gibt ein Signal ab, wenn die Spannung von der Leitung
19 oberhalb Ul + dU liegt.
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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.
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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.
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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.
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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.