DEP0013401DA - Verfahren zur Messung der Laufzeitdifferenzen von Hochfrequenzwellen - Google Patents

Description

Verfahren zur Messung dor Ir"ufz€^jitdiifurnnzen von Hochirequehzwellon»

Von Hochfrequetizsendern ausgestrahlte Y/ellen gelrnfon vielfach nicht nur puf dun dickten Wog zuri Empfänger, sondfrn auch iibfsr Omwoge, in don sie ζ ."R. an hochliegonöen ionisierten Schiohtan dor /«tnospliäre reflektiert und wieder zur "iürde zurückgebeugt wardun, oder bei Deziieter- und Zt-ntinetorv/ellbn iniolge einer Mthrv/eg^igkoit in unnittolbrrer Erdnahe. Solche? Reflationen bedingen in Enpfhnger di_t ^j be~ kannten Sehv/undt.rscheinungen durch Interferenzen der beiden ^riit ν jrcühiHäenrin Php.senl'gen p.n Empfänger e.n-korinenden Teil- ^/ellerzüg«. Die Interferenzen ι assern sich sov/ohl in i*nplitudenwi υ in rhrsenschwankung-jn der von "Enpfanger Rufgenon-

Sur Zlfirun^ dieser Erscheinungen wftra es erwünscht ein Verfahren au besitzen, nit den mn die Laufzeitdifferenzan der an Empfänger RhkonLienden Scnv/ingungen ness en kann. In nilge-ieinen kann ηρϊι die Rufgenonmene Energie nipht nnöh den verschiedenen Komponenten, bus denen sie besteht, getrennt ness^irj, so dass also eine direkte Ableitung der Phasehvarschiebiüig zweier aus Verschiedenen Richtungen könnender Strahlungen nicht möglich ist»

K°oh der Erfindung bt steht ein Verfahren zur Mtas mag der !»aufzeitdiffen.nz über verschiedene Y/ege ankonmender Wellenaüge des Eochfrequenzssenders darin, dass man den Sender nit einer periodisch geradlinig ansteigenden und abnuhnenden Frequenz moduliert und auf dc-r Enpfahgsseito diu dpbei durch die M°hrwt!gigkeit entstehende Soh.webungsfrequenz iiisst. Dabei ist· es gleichgültig, ob n&ii die Sendefrequenz frequenz« noduliert oder ob ^ηϊι nur bei «inen anderen Modulations ν erfahren die nodulierende Niederfrequenz auf diese Weise ändert- iA Hftßd der Pig.I sei-das Verfahren -etwas nrher er^· Viutert, wobei prequensnpdula^tion der Sendefrequenz gngenonnen ist ο Der Sender wird nit einer zwischen f^ und f_n schwatikenden frequenz moduliert. T/ichtig ist dab ei _t dass die

'22.9.48

Frequenzänderung zwischen f^ und f^ zeitlich Höflichst genau geradlinig erfolgen nuss. Die über don direkten

zun llnpf anger könnende Hochfrequenzinergio f¹ könnt gegenüber der über einen Unw ig zun Sender gelangenden Energie f'< !gestrichelt gezeichnet) un die Zöit ΐ j'rUher nn*^x Zu einen bestimmten Zeitpunkt¹ t worden in. Empfänger also zwtji verschiedene Frequenzen f^ und f ' '

empfphgen. Ist T die gt-sante Periode der Frequenzänderung zwischen f^ und f_m? so kntm nnn_? v/ie pus Pig. 1 nittols einfacher gfoik'trisohcr TJt-'borlagBhgüh zu ersehen ist, die zeitdiff«renz t p,uö der Differenz dtjr beiden Frequenzen und I¹Q¹' oraittöln. Sie betragt in Fall der Fig. Ij

Jtyt

Λ 4

Infolge euer* Oerp.dlinigkoit der Frequenzänderung zwischen f^ _utl(j f ist während dies or grnzen Zeit die Di ff erenzfrequonz /Xf

konstant. Dh es sich d#boi un eine Schv/obuiigsfrequoiiz handelt, kann nah sie durch Gleichrichtung in Tun ρ fan gor erhalten und entweder direkt nosson, z»"B« nit üinen Zungenfrequenznes&i. r, oö.er nnch einer Anplitudenrogelung über eine Kondensatorsonaltung einei Spannungsnesser zur nittolbf.ren Dtrtösuiiß zuführen.

Während ^''^r Zeiten t_v' (=τί) entsteht niohfc die Dii'forenzfro« quenz Af, vieIiehr bilden sich in diesen Zeiten Difforenzfrequenzen verschiedener Grosse, bis nach Erreichung des Wertes f_n auch durch die über den ünv/eg zum Enpfi'nger go-r langte Wello wieder der geradlinige Abstieg erfolgt, Wobei fa'ioh v/ieder dio Diff erenzfrequenz Δ/ bildet; wen Ja die Geschwindigkeit der Prequenzanderung zwischen f_n und f^ (i^ri absteigenden i.st) gleich der Geschwindigkeit dor Frequenzänderung zwischen f^ und f_n (also in aufstöigeöden Ast) ist. IJm döii Einfluss der 2_eiten t_v auf die Messung nb'gliohst geringfügig zu n&ohön, wird Lis-.ndiü periodendauer T der Irequenzahderujrig nöglichst groas gegen dio m«xiriftl zu er-ViTartühde Laufzeitdifferenz "X n-pohan, die den Wert t_v ent-* spricht. ITur in diesen Pail bleibt der Einfluss der wahrend der Zoit t_v ontstehtihdöh Frequenzen auf die Messwerte ver~ npichlassigbar klein.

Bei den in Fig. 1 gezeigten Yorfrvhron entstehen in den Zeiten t_v liffurühzi'requenzen, die kleiner sind eis Δ/ . Oünstigur vernalt sioJi das Ver±'nhren_? wie es in Fig. 2 dargestellt itit, weil dnbei in dun entüprüohenden Züit^n t eine konstante Difforc-nzfrequenz Af-, entsteht, die vi/esentiioh höher lio^t als dii? gewünschte Dii'f erenzfroquenz t\f und infolgedessen loichter horausgesiebt v/erden knhh» Das Verfahren bostwit darin, dass jlie aufnodulierte Freciuenz sägezahnfbmigon Ycr-

lauf hat und sv/ar insbesondere durn.rt, dr.ss die Zpit, innerhalb der die aufnoduliorte Frequenz von Eöchstwürt auf deij Kleinstwert springt_? zu Hull gemacht wird» Pig. S entspricht I¹Ii wesentlichen der Fig. 1. Der Epuptunterschiüd besteht darin, dass innurhalb der Zeit t ,wie bereitü erwähnt,hur eino einzige die Messung störende Frequenz &f_v auftritt, und d$ss die Ze^t t_v? innerjaejlb der diese fische Frequenz ^auftritt, nur einmal^ in einer Periode T der Frequenzänderung vorkommt.

in diesen Fall ergibt sich die Eaufseitclifferehz "C

hier nuss df für gesorgt worden, dass die iSeit t_y, die •wieder gleich der Lfufzeitdiifürehz^'F/ ist, klein bleibt, gegenüber dor Periode I¹ der Frequenzänderung» Dies wird auch hj <r dadurch erreicht, dass rmh. die Puriodöndauer der die Frequenzänderung bewirkenden Kippschwmgung gross gegtnubur der naxiaal zu urwartenden Iiaufzeitdifiürohz nacht.

i,us der mittels des «rfinduhgsgenässf.n Veriahrona gemessenen Schwankung dt,r Laufz^itdiffor&nz X lasst sich zwar nicht unmittelbar die phasenschwenluing der empfangenen GJt amt— energie erruohnon, da man dazu auss erden die Empfangs feld*, starke der eihzolnt.^jn die Gesantenergie bildenden Teilwellonzügo getrennt no ssen müsste» Man kann Eiber die grössto phasenschwankung angob-en, mit der man jeweils zu rt-chnen Diese grb'sste Phasenschwankung betragt närilioh U)t , d.h. für eine f.ufe Impulsen bestehende Hachricht v/are der gemessene? Wert ΐ unmittelbar die Laufzeit des störf'hden Echos.

Statt die Differenzfrequenz Uf durch Gleichrichtung zu gewinnen, könnte nan auch einen Empfänger mit Frequenzdemodulation verwenden und ti nach folgenden Verfahren messen: bei dreieck- oder sägezahnförniger Frequenzmodulation nach Fig. 1 odor Fig. 2 erhult nah nach der Denodulation in Empfänger niederfrequente Am-olitudenschviankungen, die ein genaues ibbild der Frequenzsohw&nkungen zwischen den Badwerten sind. Diese /jnplitudenschwankuhgen kann nan nit einer Kathodenstrahlröhre sichtbar riachen, also unmittelbar eine dreieck- oder sägezahnförnige Abbildung auf dem Bildschirm der Röhre erhalten. Bein auftreten von Mehrwegigkeit erhält man ein Bild, das im wesentlichen äen "Vorlauf der Mittenfrequenz

ti±V-L entspricht. Diesen Bild sind infolge von Phpsensprün-

gen in Schwebungsnininun zackenförmige Störspitzen überlagert, deren zeitlicher Abstand gerade I_H - -^ ist; aus der ModulRtionsptiriodf'iidauar T lasst sich der zeitliche Abstand T Q der Störspitzen an Oszillographen ablesen und darrue npch den angegebenen Beziehungen "^errechnen. Auch die Ut-btsrgangs— zeiten der Mitten frequenz t_v =j % werden unmittelbar an Oszillographen sichtbar und lassen eine direkte Ablösung dus ungefähren Wertes von *& zu*
/,nlagen: 2 figuren

W Patentansprüche.

Claims (6)

1. Patentansprüche.

   !.Verfuhren zur lies sung von Laufzeitdifferenzen über verschiedene Wege ankönnender Wellenzüge eines Hochfrequehzstthders, dadurch' geknnzeichhyt, dass der Sender nit einer periodisch geradlinig ansteigenden, und abnehmenden frequenz noduliert und pu£ der Enpffingsstsite die durch die Mehrwegigkoit entstehende Sohwobungsfrequenz genossen wird,
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dasa die Sendefrequenz selbst durch Frequenzmodulation^ periodisch gehhdert wird. ^r _ ^J
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 odor 2, dadurch gekennzoichnot, dass die nufiioduliyrtü Frequenz sägeznhnfbrnignn Verlauf hat.
4. 4. Verfahren nftcli einen der Aiisprüoht¹ 1-3, dadurch gekenn-, zeichnet, dass diu Periodendauer der PrequehzSchwankung giioss gtjgen die arxi-'ial zu erv/artende laufzeitdifferenz gonpoht v/i rd,
5. 5_r Verfahren nnch eine ι der Ansprüche 1-4 dadurch gekennzeichnet, dr-SB die Schwebungsfrequenz in inpfanger durch Grleichriohtung gewonnen und direkt genossen wird.
6. 6. Verfahren nach einen der Anaprüche 1-4 dadurch geky&nsfjichnet, dass die Sohwebuhgsfrequenz durch G-leichri'chtung gewonnen und h' ch einer /,,.yplitudenregelung nittels an sich bekannter Kondensatorschaltungen von einen Spannungsmesser anfozeigt wird.

   ?_a Verfahren nach einen der Ansprüche 1 ~ 4,dpdurch gekennzeichnet, dass die PrοquenzSchwankungen nach der Denoüulation mittels einer Kathodenstrahlröhre direkt sichtbar genacht v/erden und die Laufzeitdifferenz aus den Abstand der der wiodergegebenen Kurve aufgesetzten Störungszacken ernittelt wird.

   8, Verfahren nach einen der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet,, dass die Prequenzschwankungen nittels einor Kathodenstrahlröhre direkt sichtbar genacht werden und dio ungefähre Laufzeitdifferenz aus der Länge der nit wiedergügübenen trebergyngszeiten t unnittelbar genessen wird.