DEP0023572DA - Einrichtung zum Abtasten eines Raumes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Abtasten eines Raumes und insbesondere zur Feststellung des Ortes eines ausgestrahlte Zeichen reflektierenden Gegenstandes im Raume, z.B. eines Flugzeuges.

Es ist für viele Zwecke erwünscht, einen vorbestimmten Raum mit einem ausgestrahlten Zeichenstrahl abzutasten. Es wurden bereits dazu geeignete Anordnungen vorgeschlagen, bei welchen ein einen scharf konzentrierten Zeichenstrahl ausstrahlendes Antennensystem durch mechanische Mittel so bewegt wird, daß der Strahl den erwünschten Raum abtastet. Die Nachteile und die begrenzten Anwendungsmöglichkeiten solcher Anordnungen sind so offenbar, daß sie wohl nicht näher erläutert zu werden brauchen. Es sei nur kurz darauf hingewiesen, daß zum Bewegen des Antennensystems ein erheblicher Kraftaufwand nötig ist und daß die Abtastgeschwindigkeit notwendigerweise ziemlich klein ist.

Es wurde bereits auch eine rein elektrische Abtastvorrichtung vorgeschlagen, bei welcher ein vorbestimmter Raumabschnitt mittels einer Anzahl von in Abständen angeordneten Antennen abgetastet wird, welche über ihnen einzeln zugeordneten Verzögerungsnetzwerke bezw. Phasenschieber von einer gemeinsamen Trägerzeichenquelle gespeist werden. Die Erfindung stellt eine Vervollkommung und Erweiterung einer solchen Vorrichtung dar.

Die Einrichtung nach Der Erfindung dient zum sende- oder empfangsseitigen Abtasten eines Raumes mittels feststehender Antennengruppe, bei der die Antennen in Reihen mit Abständen zwischen den Reihen und zwischen den Antennen in jeder Reihe angeordnet sind. Dabei ist jede Antenne an einem Zeichenkanal angeschlossen und jeder Zeichenkanal wird mit Zeichen konstanter Frequenz gespeist. Ferner haben die den verschiedenen Kanälen zugeführten Zeichen verschiedene Frequenzen, die proportional zu den Antennenabständen von dem einen Ende jeder Antennenreihe nach dem anderen

Ende der Reihe ansteigen, so daß durch die wechselnden gegenseitigen Phasenbegrenzungen eine fortlaufende Drehung der Richtcharakteristik des Antennensystems zu Stande kommt.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung können die Zeichen über die Zeichenkanäle den Antennen selbst zugeführt und auf diese Weise in Form eines einen vorbestimmten Raumabschnitt abtastenden Strahles ausgestrahlt werden.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung können die Zeichen in den Zeichenkanälen zum Modulieren eines durch die Antennen empfangenen Zeichen verwendet werden und man auf diese Weise eine sich im Sinne einer periodischen Abtastbewegung ändernde Richtcharakteristik der Empfangsanordnung erzielen.

Gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung können die Zeichen über die Zeichenkanäle den Antennen selbst zugeführt und in Form eines Abtaststrahles ausgestrahlt werden und können gleichzeitig in einer anderen Gruppe von an dieselben oder an anderen Antennen angeschlossenen Zeichenkanälen zum Modulieren der von einem im abgetasteten Raum befindlichen Gegenstand reflektierten Zeichen verwendet werden, um den Ort dieses Gegenstandes festzustellen.

Die Erfindung wird an Hand ihrer in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung ist Fig. 1 die schematische Darstellung einer einen Abtaststrahl ausstrahlenden Einrichtung gemäß der Erfindung, die Fig. 1 A, 5, 7, 9 und 11 zeigen verschiedenen Sendeantennenanordnungen und die Fig. 2, 3, 4, 6, 8, 10, 12 und 13 sind die Wirkungsweise

Antennenanordnungen erläuternde Diagramme, die Fig. 14, 15, und 16 zeigen weitere, mit einem Abtaststrahl arbeitende Ausführungsformen der Erfindung, Fig. 17 ist die schematisch Darstellung einer erfindungsgemässen Empfangseinrichtung mit im Sinne einer Abtastbewegung veränderlicher Richtcharakteristik, Fig. 18 zeigt die Antennenanordnung der Einrichtung gemäss Fig. 17, die Fig. 19-21 sind schematische Darstellungen anderer Ausführungsformen der erfindungsgemässen Empfangseinrichtung, Fig. 22 ist die schematische Darstellung einer kombinierten Sende- und Empfangseinrichtung gemäss der Erfindung, Fig. 23 zeigt die Antennenanordnung der Einrichtung gemäss Fig. 22, die Fig. <Nicht lesbar> , 24 und 25 zeigen andere Ausführungsformen der erfindungsgemässen kombinierten Sende- und Empfangseinrichtung und Fig. 26 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Einrichtung gemäss Fig. 25.

Die in Fig. 1 dargestellte Sendeeinrichtung zum Abtasten eines vorbestimmten Raumabschnittes mittels eines Abtaststrahles kann in Verbindung mit einer zur Feststellung des Ortes eine ausgestrahlte Zeichen reflektierenden Gegenstandes geeigneten Einrichtung üblicher Art verwendet werden. Die Sendeeinrichtung umfasst ein Antennensystem 10, welches aus einer Anzahl in Abständen angeordneter Antennen 11-15 besteht, die beispielsweise vertikale Dipolantennen sein können. Ueberdies umfasst die Einrichtung an die Antennen angeschlossene Einheiten 5-9, welche aus je einem Zeichenkanal für Zeichen unterschiedlicher Frequenz und je einem Generator zur Erzeugung von solchen Zeichen besteht, deren Frequenz in Uebereinstimmung mit der Grösse der Entfernung der einzelnen Antennen von einem gemeinsamen Bezugspunkt ansteigt, wobei die Zeichen in einem gegebenen Augen- blick alle die gleiche Phase haben. Jeder Generator kann beispielsweise aus einem kristallgesteuerten Schwingungserzeuger und einer oder mehreren Verstärkerstufen bestehen. Die Antennen 11-15 sind vorteilhaft in gleichen Abständen voneinander angeordnet, beispielsweise in Abständen von je einer halben Wellenlänge des der mittleren Antenne 13 zugeführten Zeichens. In diesem Fall unterscheiden sich die Frequenzen der beliebigen benachbarten Antennen zugeführten Zeichen und dem gleichen Betrag und die Gesamtstrahlung der Antennen hat die Form eines scharf konzentrierten Strahles.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Einrichtung kann am besten durch eine mathematische Analyse veranschaulicht werden. Im Verlaufe der folgenden Analyse, welche sich im wesentlichen auf die Anordnung gemäss Fig. 1 bezieht, werden auch auf andere Ausführungsformen der erfindungsgemässen Einrichtung bezügliche Betrachtungen angestellt, um die Erfindung verständlicher zu machen. Für die Zwecke dieser Analyse werden die Antennen 11-15 als ideale Punktstrahler betrachtet. Diese theoretische Annahme hat den Vorteil, dass dann die Richtcharakteristik des Antennensystems in allen Ebenen, welche die die einzelnen Antennen miteinander verbindende Gerade enthält, gleich ist. Die üblichen Antennen haben in Wirklichkeit von ihrer Form abhängige Richtercharakteristiken, wie z.B. die toroidförmige Charakteristik der vertikalen Dipolantenne. Wenn man der theoretischen Analyse solche Dipolantennen zu Grunde legen würde, hätte dies den Nachteil, dass die Richtcharakteristik des in der Zeichnung dargestellten Antennensystems 10 durch die Einzelcharakteristiken der Antennen beeinflusst werden/würde und infolgedessen in verschiedenen Ebenen verschieden wäre.

Zunächst sollen gewisse grundlegende Eigenschaften des Antennensystems 10 untersucht werden. Es sei angenommen, dass die Antennen 11-15 durch ein gemeinsames Trägerwellenzeichen in der gleichen Phase erregt werden. Dann hat das Antennensystem eine Richtcharakteristik, deren Schnitt mit einer die die Antennen miteinander verbindende Gerade enthaltenden Ebene die Gestalt eines scharf konzentrischen Strahles hat. Die Richtung dieses Strahles hängt von den gegenseitigen Abständen der Antennen und vom Phasenverhältnis der ihnen zugeführten Zeichen ab. Bei einem gegebenen gegenseitigen Abstand der Antennen kann die Richtung dieses Strahles durch gleichzeitige Änderung des Phasenverhältnisses zwischen jedem Antennenpaar des Antennensystems geändert werden. Gemäss der Erfindung wird das Abtasten eines vorbestimmten Raumabschnittes mit einem Strahl durch stetige Änderung des Phasenverhältnisses zwischen den von benachbarten Antennen ausgestrahlten Zeichen bewirkt. Wie dies aus der folgenden Analyse hervorgeht, kann dies durch Zuführung von Zeichen verschiedener Frequenz zu den benachbarten Antennen erreicht werden. Der Ausdruck "Phasenverhältnis" wird hier mit Bezug auf Schwingungen verschiedener Frequenz willkürlich verwendet, um den Unterschied im Phasenwinkel in irgend einem beliebigen Augenblick zu bezeichnen. Dieser Unterschied ändert sich natürlich stetig und ist im Sinne der hier verwendeten Bezeichnung dann Null, wenn beide Schwingungen die Nullachse bei ihrem Uebergang von negativen zu positiven Werten im selben Zeitpunkt schneiden.

Bei einer linear mit der Zeit verlaufenden Änderung des Phasenverhältnisses zwischen den Zeichen benachbarter Antennen verläuft die Änderung der Strahlrichtung in Bezug auf die Zeit nach einer Sinuskurve. Wenn sich dagegen das erwähnte Phasenverhältnis nach einer Sinuskurve ändert, erfolgt die Änderung der Strahlrichtung mit konstanter Winkelgeschwindigkeit. Das Abtasten mit einem seine Richtung mit sinusförmiger Geschwindigkeit ändernden Strahl ist im Hinblick auf die Ausbildung und den Betrieb der die Antennen speisenden Schwingungserzeuger sehr vorteilhaft und wird daher den folgenden Untersuchungen zu Grunde gelegt.

Es seien zunächst nur zwei Antennen des Antennensystems in Betracht gezogen und es sei angenommen, dass die Erregung der beiden Antennen durch folgende Gleichungen gegeben seien:

e(sub)0 = E(sub)0 cos (Omega)(Sub)ct (1)

e(sub)1 = E(sub)1 cos (Omega)(Sub)ct + (Phi) (2)

In diesen Gleichungen bedeutet

e(sub)0 = den Augenblickswert der der einen Antenne zugeführten Zeichenspannung

E(sub)0 = den Spitzenwert derselben Antenne zugeführten Zeichenspannung

(Omega)(sub)c = die Kreisfrequenz 2(Pi)f, in welcher f die Frequenz der den Antennen zugeführten Zeichenspannung ist,

t = die Zeit,

e(sub)1 = den Augenblickswert der der anderen Antenne zugeführten Zeichenspannung,

E(sub)1 = den Spitzenwert der dieser anderen Antenne zugeführten Zeichenspannung, wobei zunächst angenommen wird, dass diese Spannung die gleiche Frequenz hat, wie die der erstgenannten Antenne zugeführte Zeichenspannung, und

(Phi) = den augenblicklichen Phasenunterschied zwischen den den beiden Antennen zugeführten Zeichenspannungen.

Die Richtcharakteristik dieses Antennenpaares hat die Form eines scharf konzentrierten Strahles, der seine Richtung entsprechend der Änderung des Phasenwinkels (Phi) ändert. Durch Änderung des Phasenwinkels linear mit der Zeit kann der Strahl zu einer Abtastbewegung mit sinusförmiger Geschwindigkeit veranlasst werden. Der Phasenwinkel ändert sich also hierbei gemäss der Gleichung:

(Phi) = 2(Pi)f(sub)ht (3)

welche auch in folgender Form geschrieben werden kann:

(Phi) = (Omega)(sub)ht (4)

In diesen Gleichungen bedeutet

f(sub)h = die Frequenz der Änderung des Phasenwinkels (Phi), und

(Omega)(sub)h = die Kreisfrequenz 2(Pi)f(sub)h.

Aus den Gleichungen (2) und (4) ergibt sich, dass das von der zweiten Antenne ausgestrahlte Zeichen auch durch folgende Gleichung ausgedrückt werden kann:

e(sub)1 = E(sub)1 (Omega)(sub)c + (Omega)(sub)h) t (5)

Aus dieser Gleichung wird es klar, dass eine lineare Änderung des Phasenwinkels (Phi) einfach dadurch erzielt werden kann, dass der zweiten Antenne des Antennenpaares ein Zeichen zugeführt wird, dessen Frequenz höher ist, als diejenige des der ersten

Antenne zugeführten Zeichens. Dieses Antennenpaar kann natürlich jedes beliebiges Paar von benachbarten Antennen des Antennensystems 10 sein. Daher wird im Falle einer Anzahl von in einer geraden Linie in gleichen Abständen angeordneten Antennen eine mit sinusförmiger Geschwindigkeit erfolgende Abtastbewegung des Strahles dadurch erzielt, dass den einzelnen Antennen Zeichen verschiedener Frequenz zugeführt werden, wobei der Frequenzunterschied zwischen den benachbarten Antennen zugeführten Zeichen konstant ist. Die Abtastfrequenz ist dabei gleich der Differenzfrequenz f(sub)h. Je grösser also diese Differenzfrequenz ist, um so schneller geht das Abtasten vor sich.

Die Gestalt der den Abtaststrahl darstellenden Richtcharakteristik der Einrichtung hängt sowohl von den Antennenabständen als auch von den Frequenzabständen der Zeichen ab. Zwecks Untersuchung der diesbezüglichen Verhältnisse ist in der Fig. 1A das Antennensystem allein dargestellt. Wenn man ein Paar benachbarter Antennen, z.B. die Antennen 13 und 14 ins Auge fasst und annimmt, dass diese Antennen durch Zeichen gleicher Frequenz aber mit einem Phasenunterschied (Phi) erregt werden, so ergibt sich das an einem entfernten Punkt P von der Antenne 13 empfangenen Zeichen zu:

e'(sub)13 = E'(sub)13cos (Omega)(sub)ct (6)

worin

E'(sub)13 = der Spitzenwert der am Punkt P von der Antenne 13 empfangenen Zeichenspannung ist.

Das am selben Punkt P von der Antenne 14 empfangene Zeichen unterscheidet sich von dem von der Antenne 13 empfangenen Zeichen durch zwei Phasenkomponenten, von welchen die eine auf den Phasenunterschied (Phi) zwischen den den Antennen 13 und 14 zugeführten

Zeichen und die andere auf dem gegenseitigen räumlichen Abstand der Antennen zurückzuführen ist. Wenn man zunächst annimmt, dass das der Antenne 14 zugeführte Zeichen dieselbe Frequenz hat, wie das der Antenne 13 zugeführte Zeichen, so ergibt sich das an dem entfernten Punkt P von der Antenne 14 empfangenen Zeichen zu:

e'(sub)14 = E'(sub)14 cos (Omega)(sub)ct + (Phi) + <Formel> (7)

worin

E'(sub)14 = den Spitzenwert des am Punkt P von der Antenne 14 empfangenen Zeichens,

(Alpha) = den Winkel zwischen der Richtung des Punktes P und der die Antennen miteinander verbindenden Geraden,

d = den gegenseitigen Abstand der Antennen 13 und 14 in beliebigen Einheiten

(Lambda) = die in denselben Einheiten ausgedrückte Wellenlänge der Antennen 13 und 14 zugeführten Zeichenschwingungen bedeutet.

Wenn man in dieser Gleichung <Formel> setzt, erhält die Gleichung die folgende Form:

e'(sub)14 = E'(sub)14 cos (Omega)(sub)ct + 2(Pi)a cos (Alpha) (8)

Gemäss der Erfindung soll sich der Phasenunterschied (Phi) zwischen den den Antennen 13 und 14 zugeführten Zeichen linear mit der Zeit ändern, damit der Strahl eine winkelweise Abtastbewegung ausführt. Dies wird dadurch erreicht, dass der Antenne 14 eine Trägerwelle zugeführt wird, deren Frequenz verschieden von derjenigen der der Antenne 13 zugeführten Trägerwelle ist.

In diesem Fall wird (Phi) = (Omega)(sub)ht und die Gleichung (8) erhält die Form: (9)

Für den bevorzugten Fall, dass die Antennen 11-15 in gleichen Abständen angeordnet sind und durch Zeichen erregt, deren Frequenzen sich um einen gleichen Betrag unterscheiden und in Richtung von der Antenne 11 zur Antenne 15 zunehmen, ergeben sich die an dem entfernten Punkt P von den Antennen 15, 12 und 11 empfangenen Zeichenspannungen zu: (10) (11) (12)

Die an dem Punkt P von allen Antennen zusammengenommen empfangene Zeichenspannung ist natürlich die algebraische Summe der von den einzelnen Antennen empfangenen Zeichenspannungen und ergibt sich aus der algebraischen Addition der Gleichungen (6) und (9) bis (12). Wenn man der Einfachheit halber annimmt, dass die den Antennen zugeführten Zeichen alle die gleiche Amplitude haben, dass ergibt sich die algebraische Summe der Gleichungen (6) und (9) bis (12) nach Vereinfachung zu: (13)

In Verbindung mit dieser Gleichung ist es wichtig, zu bemerken, dass der den Antennenabstand ausdrückende Faktor a nur von der Wellenlänge des der Antenne 13 zugeführten Zeichens abhängig ist, d.h. von der Wellenlänge des die Grundfrequenz aller den Antennen zugeführten Zeichen aufweisenden Zeichens. Dieses Verhältnis der Antennenabstände zur Grundfrequenz wird auch den weiteren Ausführungen zu Grunde gelegt und muss stets be- achtet werden, um Irrtümer zu vermeiden.

Es soll jetzt ein graphisches Verfahren zur Lösung der Gleichung (13) beschrieben werden. Dieses Verfahren ist besonders zweckmässig, um die Form und Grösse der Hauptstrahlung und etwaiger Nebenstrahlungen des Antennensystems für jede gegebene Zahl von Antennen und für jeden gegebenen gegenseitigen Abstand dieser Antennen schnell und genau zu bestimmen, sowie um festzustellen, wie eine Änderung der in Einheiten der Wellenlänge der Schwingung von Grundfrequenz ausgedrückten Antennenabstände, welche demnach sowohl von dem Zwischenraum zwischen den Antennen, als auch von der Grundfrequenz abhängt, die Hauptstrahlung und die Nebenstrahlung beeinflusst. Dieses Verfahren beweist auch eindeutig, dass die Abtastgeschwindigkeit nur vom Frequenzunterschied der den Antennen zugeführten Zeichen abhängt und das andererseits der Frequenzunterschied für sich genommen die Form der Richtcharakteristik des Antennensystems in keiner Weise beeinflusst. Schliesslich ist das genannte Verfahren auch dazu geeignet, das Vorhandensein etwaiger Nebenstrahlungen aufzudecken und Aufschluss darüber zu geben, in welcher Weise sie durch Änderungen der Betriebsdaten der Einrichtung beeinflusst werden können. Die Verwendbarkeit dieses Verfahrens ist nicht auf ideelle Punktantennen beschränkt, vielmehr ermöglicht das Verfahren auch die Rücksichtnahme auf die Richtcharakteristik der einzelnen Antennen und der etwa zur Erhöhung der Strahlung in der gewünschten Richtung verwendeten Reflektorantennen.

Fig. 2 zeigt eine graphische Lösung der Gleichung (13) und veranschaulicht die Richtcharakteristik des Antennensystems 10 gemäss der Fig. 1 in drei Zeitpunkten während einer Abtastperiode. Die gezeigte graphische Lösung beruht auf der Tatsache, dass der

Richtungskoeffizient 2(Pi)a cos (Alpha) in jedem Glied der Gleichung (13) vorkommt, welches die Grösse (Omega)(sub)ht enthält. Der Wert der Gleichung (13) wird daher über einen gewissen Bereich der Werte der Grösse (Omega)(sub)ht unter der Bedingung aufgetragen, das <Formel> und der Richtungskoeffizient 2(pi)a cos (Alpha) = 0 ist. Der Richtungskoeffizient 2(pi)a cos (Alpha) wird dann getrennt aufgetragen. Nachdem dies geschehen ist, werden einem beliebigen Wert der Grösse (Omega)(sub)ht einfach auf den dem verschiedenen Werten von (Alpha) entsprechenden Richtungskoeffizienten graphisch ermittelte Phasenzuwächse zugesetzt. Die Werte der Gleichung (13) für den gewählten Wert (Omega)(sub)ht und die gewählten Werte von (Alpha) können unmittelbar aus der ersten graphischen Lösung abgelesen werden und werden über entsprechende Werte von (Alpha) aufgetragen, um die Form der Richtcharakteristik für den gewählten Wert der Grösse (Omega)(sub)ht zu erhalten.

Das Verfahren geht folgendermassen vor sich. Der Multiplikationsfaktor des ersten Gliedes der Gleichung (13) ist eine Spannungskomponente konstanter Amplitude und es wird daher in einer dem Wert des Gliedes entsprechenden Höhe E' über der Bezugsachse 0-0 eine diese Spannungskomponente andeutende waagerechte Linie gezeichnet, wie sie durch die strichpunktierte Linie A dargestellt ist. Der Multiplikationsfaktor des zweiten Gliedes der Gleichung (13) ist e2E´cos (Omega)(sub)ht + 2(pi)a cos (Alpha). Der Wert dieses Gliedes wird in der durch die strichpunktierte Kurve B dargestellten Weise über einen Bereich der Werte von (Omega)(sub)ht aufgetragen, wobei angenommen wird, dass <Formel> und infolgedessen 2(pi)a cos (Alpha) = 0 ist. In ähnlicher Weise wird der Wert des Multiplikationsfaktors des des dritten Gliedes der Gleichung (13) über denselben Bereich 0-2(Pi) aufgetragen und dies ergibt die gestrichelte Kurve C.

Die Summe dieser Glieder ist in Fig. 2 durch die ausgezogene

Kurve D dargestellt. Diese stellt eine modulierte Trägerwelle mit einer Trägerwellenkomponenten E cos (Omega)(sub)ct und durch das zweite und dritte Glied der Gleichung (13) ausgedrückten Modulationskomponenten dar. Die Gleichung der Modulationshüllkurve

e'(sub)m = E'+ 2E'cos ((Omega)(sub)ht + 2(Pi)a cos (Alpha) + 2E'cos 2 (Omega)(sub)ht + 2(Pi)a cos (Alpha)) (13a)

ergibt, dass die Kurve D auch als die Hälfte der Amplitudenmodulationshüllkurve einer solchen Trägerwelle aufgefasst werden kann, wobei die negativen Teile der Kurve über der 0-0 Achse erscheinen würden. Der durch die Kurve A dargestellte Einheitsspiegel entspricht dem Pegel der unmodulierten Trägerwelle. Hieraus ergibt sich, dass eine mit einem der Kurve D entsprechenden Modulierzeichen modulierte Trägerwelle übermoduliert ist, wobei diese Uebermodulation in denjenigen Zeitabschnitten eintritt, in welchen die Kurve D unterhalb der 0-0 Achse liegt. Da die Uebermodulation eine Umkehrung der Polarität des ausgestrahlten Zeichens bewirkt, sind diejenigen von der Kurve D eingeschlossenen Flächen, die keine Uebermodulation darstellen, als positive Flächen und diejenigen, welche eine Uebermodulation darstellen, als negative Flächen bezeichnet. Diese Bezeichnung findet sich auch in der aus der Kurve D abgeleiteten Richtcharakteristik der Einrichtung.

Es sei hier bemerkt, dass in dem Fall, dass die Gleichung (13) noch weitere Glieder enthalten würde, jedes dieser zusätzlichen Glieder ebenfalls in der beschriebenen Weise in Form einer Kurve gezeichnet und zur Bestimmung der Kurve D herangezogen werden würde.

Es sei jetzt die Art und Weise der Bestimmung der Richtcharakteristik des Antennensystems 10 aus der Kurve D für irgend einen gegebenen Wert von (Omega)(sub)ht beschrieben. Angenommen, dass die Richt- charakteristik für den Wert (Omega)(sub)ht = (Pi) bestimmt werden soll, wird zunächst ein Kreis E gezeichnet, dessen Mittelpunkt o vertikal oberhalb des Abszissenwertes (Omega)(sub)ht = (Pi) liegt und dessen Halbmesser 2(Pi) a ist. Der Parameter a wurde in Verbindung mit der Gleichung (8) als eine Funktion der Antennenabstände und der Wellenlänge des die Grundfrequenz aller den Antennen zugeführten Zeichen enthaltenden Zeichens bestimmt. Infolgedessen erhält für das Antennensystem 10, in welchem <Formel> ist, der Halbmesser des Kreises E den Wert (Pi). In diesem Kreis wird unter einem beliebigen Winkel (Alpha) ein Halbmesser OP gezeichnet. Die Strecke O-P' ist gleich 2(Pi)a cos (Alpha ) oder (Pi) cos (Alpha), da der Halbmesser OP gleich (Pi) ist. Daher entspricht der auf die Achse 0-0 projizierte Punkt P'' einer Phasenverschiebung (Omega)(sub)ht + 2(Pi)a cos (Alpha) = (Pi) + (Pi) cos (Alpha). Dies ist der Wert des sowohl im zweiten als auch im dritten Glied der Gleichung (13) vorkommenden Phasenwinkels. Infolgedessen stellt die Amplitude der Kurve D für diesen Phasenwinkel die Lösung der Gleichung (13) für die gewählten Werte von (Omega)(sub)ht und (Alpha) dar. Die Gleichung gibt jedoch den Wert der gesamten, durch das Antennensystem ausgestrahlten und am Punkt P empfangenen Energie an. Der aus der Kurve D graphisch festgestellte Wert der Gleichung wird vom Mittelpunkt O des Kreises E auf den Halbmesser OP aufgetragen und ergibt einen Punkt x der Richtcharakteristik des Antennensystems. Auf dieselbe Weise können andere Punkte dieser Richtcharakteristik für andere Werte des Winkels (Alpha) erhalten werden und die Gesamtheit dieser Punkte ergibt die die Richtcharakteristik darstellende Kurve F für (Omega)(sub)ht = (Pi). Die untere Hälfte der Kurve F ist weggelassen, um die Darstellung zu vereinfachen. Sie ist ein Spiegelbild der oberen Hälfte.

Für den Fall <Formel> liegt der Mittelpunkt 0' des Kreises E' vertikal oberhalb des Wertes <Formel> auf der Abzissenachse 0-0. Die durch das vorhin beschriebene Verfahren ermittelte Kurve G stellt die Richtcharakteristik für diesen Wert von (Omega)(sub)ht dar, während die auf dieselbe Weise mittels des Kreises E'' erhaltene Kurve H die Richtcharakteristik für den Wert (Omega)(sub)ht = 2(Pi) darstellt.

Aus den Kurven F, G und H geht hervor, dass der Hauptstrahl eine Abtastbewegung von der mit dem Zeichen höchster Frequenz gespeisten Antenne 15 nach der mit dem Zeichen niedrigster Frequenz gespeisten Antenne 11 hin ausführt. Wenn die Antennen 11-15 als ideale Punktantennen betrachtet werden, stellen die Kurven F, G und H, wie bereits erwähnt, die Richtcharakteristik des Antennensystems in jeder Ebene dar, welche die die Antennen miteinander verbindende Gerade enthält. Wenn dagegen die Antennen eigene Richtcharakteristiken haben, stellen die genannten Kurven die Richtcharakteristik des Antennensystems in nur einer Ebene, beispielsweise in der Horizontalebene, dar.

Wenn das oben beschriebene Verfahren nur graphischen Bestimmungen der Richtcharakteristik eines Antennensystems auf ein aus Antennen mit eigener, unter sich gleicher Richtcharakteristik bestehendes Antennensystem angewendet werden soll, ist es nur erforderlich, die Einzelantennen so zu betrachtet, als ob sie in der infragekommenden Ebene keine Richtcharakteristik hätten und die so erhaltene Richtcharakteristik des Antennensystems dann entsprechend dem Richtkoeffizienten der Einzelantennen in dieser Ebene zu berichtigen. Fig. 3 zeigt dies für ein aus vertikalen Dipolantennen bestehendes Antennensystem gemäss Fig. 1, wobei angenommen ist, dass die Richtcharakteristik in der die Antennen enthaltenden Vertikalebenen für <Formel> bestimmt werden soll. Diese Richtcharakteristik würde also, wenn man von der eigenen

Richtcharakteristik der einzelnen Antennen absehen würde, die durch die Kurve G der Fig. 2 dargestellte Form haben. Wie bekannt, hat der Richtkoeffizient einer vertikalen Dipolantenne in der Vertikalebene ungefähr den Wert cos (Alpha) und infolgedessen werden diese Werte für verschiedenen Grössen des Winkels (Alpha) aufgetragen, wobei man die Kurve I der Fig. 3 erhält. Die sich für einen gegebenen Wert des Winkels (Alpha) ergebende Amplitude in einem Punkt der Kurve G der Fig. 2 wird dann mit dem Richtkoeffizienten der Einzelantennen multipliziert und man erhält dadurch für denselben Winkel (Alpha) einen entsprechenden Punkt der gesuchten Richtcharakteristik. Die sich auf diese Weise ergebende Kurve F der Fig. 3 stellt demnach die Richtcharakteristik des aus entlang einer horizontalen Geraden angeordneten vertikalen Dipolantennen bestehenden Antennensystem 10 in der Vertikalebene dar.

Es wurde weiter oben festgestellt, dass die Kurve D der Fig. 2 die Hüllkurve einer amplitudenmodulierten Trägerwelle darstellt. Wenn man die durch alle Antennen des Antennensystems 10 ausgestrahlte Energie unter Aufrechterhaltung ihrer Phasenunterschiede unmittelbar kombinieren und den vertikalen Elektroden eines Oszillographen zuführen würde, erhielte man am Schirm des Oszillographen das in Fig. 4 dargestellte Bild eines übermodulierten Trägerzeichens. Wenn man nun den allgemeinen Fall eines aus einer endlichen Zahl von Antennen bestehenden Antennensystems in Betracht zieht, kann es durch mathematische Ableitung aus der Gleichung (13) gezeigt werden, dass die Richtcharakteristik eines solchen Antennensystems mit einer ungeraden Anzahl n von Antennen durch die folgende Gleichung gegeben ist:

in welcher K(sub)o und K(sub)m Konstanten sind, deren Grösse von der Amplitude abhängt (ihre Grösse ist eins, wenn die Antennen mit gleicher Amplitude erregt werden),

m die Zahl des Gliedes der Reihe und

m' = <Formel> ist.

Die Amplitude der kleinen Nebenstrahlungen kann auf Kosten der Maximalstärke der Hauptstrahlung vermindert werden, indem man die einzelnen Antennen mit verschiedenen Amplituden erregt. Auch für diesen Fall behält die Gleichung (14) ihre Gültigkeit, vorausgesetzt, dass die von der Mittelantenne aus gerechneten Paare benachbarter Antennen mit gleicher Amplitude erregt werden.

Auf eine der Ableitung der Gleichung (13) gleiche Weise kann gezeigt werden, dass die Richtcharakteristik eines aus mit gleicher Amplitude erregten sechs Antennen bestehenden Antennensystems durch folgende Gleichung ausgedrückt wird:

Aus dieser Gleichung kann die die Richtcharakteristik einer geraden Anzahl n von Antennen bestimmende allgemeine Gleichung in folgender Form abgeleitet werden: in welcher

K(sub)m eine Konstante ist, deren Wert von der Amplitude der Erregung der Antenne ab- hängt,

m die Zahl des Gliedes der Reihe, und

m' = <Formel> ist.

Die Gleichung (15a) ist sowohl für den Fall der Erregung der Antenne mit gleicher Amplitude, als auch für denjenigen ihrer Erregung mit ungleicher Amplitude gültig, wenn nur die vom Mittelpunkt des Antennensystems aus gerechneten Paare benachbarter Antennen mit gleicher Amplitude erregt werden.

Fig. 5 stellt ein aus den Antennen 16-21 bestehendes Antennensystem 10' dieser Art dar. Die graphische Lösung der Gleichung (15) für das Antennensystem gemäss der Fig. 5 hat die Form der Kurve D' der Fig. 6 und die Kurve F', G', H' zeigen eine Hälfte der Richtcharakteristik des Antennensystems 10' für die Werte (Pi), <Formel> und 2(Pi) der Grösse (Omega)(sub)ht. Ein Vergleich der Kurve der Fig. 2 und 6 ergibt, dass die Zufügung einer Antenne zum Antennensystem die Hauptstrahlung etwas schärfer konzentriert, aber eine kleine Nebenstrahlung mehr zur Folge hat.

Das Antennensystem 10' gemäss Fig. 7 unterscheidet sich von demjenigen gemäss Fig. 5 nur darin, dass hier eine Anzahl von Hilfsantennen 22-27 eine Viertelwellenlänge hinter den Hauptantennen 16-21 angeordnet ist, wobei diese Hilfsantennen mit Zeichen erregt werden, welche dieselbe Frequenz haben, wie die den ihnen entsprechenden Hauptantennen zugeführten Zeichen, jedoch in der Phase um 90° gegenüber diesen verschoben sind. Das graphische Verfahren zur Bestimmung der Richtcharakteristik dieses Antennensystems ist identisch mit dem in Fig. 3 dargestellten, indem die sich für irgend einen Wert von (Omega)(sub)ht ergebende Richtcharakteristik durch den Richtkoeffizienten eines Paares hintereinanderliegender Antennen beispielsweise des Antennenpaares 16 und 22, berichtigt wird.

Der Richtkoeffizient dieses Antennenpaares in der beide Antennen dieses Paares enthaltenden Ebene ergibt sich aud der Gleichung: (16)

Dieser Koeffizient wird in Form der Kurve L in Fig. 8 graphisch dargestellt und wird zur Ableitung der Kurven F', G'', H'' benutzt, welche die vollständige Richtcharakteristik des Antennensystems 10'' für die Werte (Pi) <Formel> und 2(Pi) der Grösse (Omega)(sub)ht darstellen. Während die Kurven F', G' und H' der Fig. 6 nur je eine Hälfte der Richtcharakteristik des Antennensystems gemäss Fig. 5 darstellen, zeigen die Kurven F'', G'' und H' die vollständige Richtcharakteristik des Antennensystems gemäss Fig. 7. Hieraus ergibt sich, dass die Hilfsantennen 22-27 die durch das Antennensystem 10'' ausgestrahlte Energie in einer Richtung konzentrieren.

Das Antennensystem 10''' der Fig. 9 unterscheidet sich von demjenigen der Fig. 5 nur darin, dass die Antennen 16-21 in Abständen von je einer Viertelwellenlänge angeordnet sind. Wenn die einzelnen Antennen zugeführten Zeichen dieselbe Frequenz haben wie die den entsprechenden Antennen des Antennensystems der Fig. 5 zugeführten Zeichen, dass entspricht die Kurve D' der Fig. 10 der gleichen Kurve der Fig. 6 und stellt die graphische Lösung der Gleichung (15) für das Antennensystem 10'''dar. Die mit Hilfe der Kreise R, R', R'' und R''' gezeichneten Kurven F''', M, N und H''' der Fig. 10 stellen je eine Hälfte der Richtcharakteristik des Antennensystems 10''' für die Werte <Formel> und 2(Pi) der Grösse (Omega)(sub)ht dar.

Aus diesen Kurven ergibt sich, dass eine Verminderung des gegenseitigen Abstandes der Antennen die Form der Hauptstrahlung wesentlich beeinflusst, und zwar sie im allgemeinen verbreitert.

Eine Verminderung des Antennenabstandes kann natürlich entweder durch Änderung des räumlichen Abstandes unter Beibehaltung der Grundfrequenz der ihnen zugeführten Zeichen, oder durch Änderung dieser Grundfrequenz unter Beibehaltung des räumlichen Abstandes der Antennen erzielt werden.

Das Antennensystem 10'''' der Fig. 11 unterscheidet sich von demjenigen der Fig. 5 darin, dass die Antennen 16-21 in Abständen von je einer Dreiviertelwellenlänge angeordnet sind. Die Kurve D der auf dieses Antennensystem bezüglichen Fig. 12 ist identisch mit der Kurve D' der Fig. 6, woraus hervorgeht, dass die den Antennen des Antennensystems 10'''' zugeführten Zeichen dieselbe Frequenzen haben, wie die den entsprechenden Antennen des Antennensystems 10' der Fig. 5 zugeführten Zeichen. Die Kurven F'''', G'''' und H'''' stellen je eine Hälfte der Richtcharakteristik des Antennensystems 10'''' für die Werte <Formel> und 2(Pi) der Grösse (Omega)(sub)ht dar. Der Halbmesser des Hilfskreises E ist mir 2(Pi)a, also gleich <Formel>. Die Kurve F'''' zeigt, dass infolge der vergrösserten Abstände der Antennen während eines Teiles der Abtastperiode zwei Hauptstrahlungen vorhanden sind. Die durch diese Abstandsbemessung erzielte schärfere Konzentration der Hauptstrahlung ist zwar vorteilhaft, aber das Auftreten zweier Hauptstrahlungen kann für manche Zwecke nachteilig sein.

Unter dem Umständen kann es erwünscht sein, die Nebenstrahlungen ganz zu unterdrücken. Dies kann bei der erfindungsgemässen Einrichtung leicht erreicht werden, indem man eine ausreichend grosse Anzahl von Antennen und reflektierenden Hilfsantennen vorsieht und die Antennen mit Zeichen speist, deren Amplituden und Frequenz im geeignetem Verhältnis zueinander steht. Die Kurven S, T und U der Fig. 13 zeigen beispielsweise die Richtcharakteristik eines

Antennensystem mit einer grossen Anzahl, in Abständen von je einer halben Wellenlänge angeordneten Antennen für gewissen Werte von (Omega)(sub)ht. Die Anzahl der Antennen ist so gross, dass die graphische Lösung der Gleichung (14) annähernd durch die idealisierte Kurve V dargestellt wird. Diese Kurve stellt ein impulsmoduliertes Zeichen dar, wobei jeder Impuls durch die Zahl der Antennen bestimmte Breite k(Pi) hat. Es ist offenbar, dass bei einer grossen Anzahl von Antennen die Impulsdauer klein und die Strahlung scharf konzentriert ist, wobei es keine Nebenstrahlungen gibt. Ein Fourier'sche Analyse der Kurve V zeigt, dass die Konstanten K(sub)o und K(sub)m der Gleichung (14) nicht mehr gleich sind, wie dies bei den Gleichungen (13) und (15) der Fall war, vielmehr sich von Glied zu Glied der Gleichung ändern. Falls nur eine Hauptstrahlung vorhanden sein soll, ergibt sich der genaue gegenseitige Abstand der Antennen zu: wo

(Lambda) die der Grundfrequenz der den Antennen zugeführten Zeichen entsprechende Wellenlänge, und

k(Lambda) die Breite der Impulskurve V ist.

Ein durch die Gleichung (17) gegebenen Wert übersteigender Abstand der Antennen verursacht das Entstehen zweier Hauptstrahlungen am Anfang und am Ende jeder Abtastperiode. Die Kurven T und U der Fig. 13 stellen die Richtcharakteristik eines solchen Antennensystems für die Werte <Formel> und 2(Pi) der Grösse (Omega)(sub)ht dar, während die Kurve S die Richtcharakteristik für (Omega)(sub)ht = (Pi) + k(Pi) darstellt. Die Kurven der Fig. 13 sind sowohl auf Antennensysteme mit einer geraden Anzahl, als auch auf solche mit einer ungeraden Anzahl von Antennen anwendbar. Der einzige Unterschied in beiden Fällen besteht nur darin, dass bei einer geraden Anzahl von Antennen die aufeinanderfolgenden Hauptstrahlungen entgegengesetztes Vorzeichen haben, während bei einer ungeraden Anzahl von Antennen das Vorzeichen aller Hauptstrahlungen gleich ist.

In Anlehnung an die Gleichung (5) können die den in gleichen Abständen angeordneten Antennen des Antennensystems 10 der Fig. 5 zugeführten Zeichen durch folgende Gleichungen ausgedrückt werden, in welchen die Indexzahlen die einzelnen Antennen bezeichnet:

e(sub)13 = E(sub)13 cos (Omega)(sub)ct (18)

e(sub)14 = E(sub)14 cos ((Omega)(sub)c +(Omega)(sub)h) t (19)

e(sub)15 = E(sub)15 cos ((Omega)(sub)c + 2(Omega)(sub)2) t (20)

e(sub)12 = E(sub)12 cos ((Omega)(sub)c - (Omega)(sub)h) t (21)

e(sub)11 = E(sub)11 cos ((Omega)(sub)c - 2(Omega)(sub)h) t (22)

in welchen

(Omega)(sub)c die Kreisfrequenz des der Antenne 13 zugeführten Zeichens ist.

Wenn an die durch die obigen Gleichungen ausgedrückten Zeichen als einzelnen Frequenzkomponenten einer aus einer gemeinsamen Quelle herrührenden Schwingung ansieht, ergibt sich diese gemeinsame Schwingung aus der Addition der Gleichungen (18) bis (22), nach einer Vereinfachung, welche auf der Annahme beruht, dass alle Spannungen E(sub)11 bis E(sub)15 den gleichen Wert E haben, zu:

e(sub)s = E cos (Omega)(sub)ct ( 1 + 2 cos (Omega)(sub)ht + 2 cos 2(Omega)(sub)ht) (23)

Es ist klar, dass die Gleichung (23) derjenigen eines modulierten Zeichens entspricht, deren Trägerwelle durch die Gleichung

e(sub)o = E cos (Omega)(sub)ct (24)

und deren Modulationshüllkurve durch die Gleichung e(sub)m= ( 1 + 2 cos (Omega)(sub)ht + 2 cos 2(Omega)(sub)ht) (25)

ausgedrückt ist. Die Modulationskomponenten stellen ein Modulationszeichen mit zwei Frequenzkomponenten dar. In Uebereinstimmung mit der allgemeinen Modulationstheorie ist das erste Glied der Gleichung (23) die Trägerwellenkomponente, das zweite Glied stellt obere und untere Seitenbandmodulationskomponenten dar, welche sich im Abstand (Omega)(sub)ht von der Trägerwellenkomponenten und das dritte Glied stellt ebenfalls obere und untere Seitenbandkomponenten dar, deren Abstand von der Trägerwellenkomponenten jedoch 2(Omega)(sub)ht ist.

Die allgemeinste Form der Gleichung (23) für ein Antennensystem mit einer ungeraden Anzahl n von Antennen, welche durch Trägerzeichen erregt werden, deren Amplitudenwerte so gross sind, dass sie miteinander kombiniert ein mit einem periodischen Impuls moduliertes Trägerzeichen ergeben, kann wie folgt geschrieben werden: wo

K(sub)o = 1 (bei Erregung der Antennen duch Trägerzeichen unter sich gleicher Amplitude ist K(sub)m gleich eins und K(sub)o gleich K(sub)m)

m die Zahl des Gliedes in der Reihe.

m' <Formel> und

1-b derjenige Bruchteil der Impulsperiodendauer ist, während dessen ein Impuls der Impulsmodulation in Erscheinung tritt.

In ähnlicher Weise ist die allgemeinste Form der Gleichung für Antennensysteme mit einer in der vorgenannten Art und Weise erregten geraden Anzahl n von Antennen: wo

m' gleich n ist.

Die allgemeine Gleichung (26) in in denjenigen Fällen von Interesse, on welchen den einzelnen Antennen Trägerzeichen verschiedener Amplitude zugeführt werden, u dadurch die Nebenstrahlung zu vermindern bzw. zu unterdrücken, wie dies in Verbindung mit Fig. 13 erwähnt wurde. In Fällen, in welchen die maximale Leistung der einzelnen Schwingungserzeuger 5-9 begrenzt ist und es daher erwünscht ist, den Hauptstrahl mit der grössten zur Verfügung stehenden Energie zu erzeugen, wird die Amplitude der den einzelnen Antennen zugeführten Zeichen gleich gross bemessen. Dies bedeutet, dass in der allgemeinen Gleichung (26) alle Koeffizienten K gleich eins werden. Die Gleichung (23) kann aus der Gleichung (26) füt den Fall von fünf Antennen unmittelbar abgeleitet werden.

Für den Fall einer geraden Anzahl von Antennen kann aus der allgemeinen Gleichung (26a) unter der Voraussetzung, dass alle Koeffizienten K in dieser Gleichung gleich eins sind, folgende Gleichung abgeleitet werden: (27)

Die Bedeutung der erfindungsgemässen Art und Weise der Modulation wird durch die im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Einrichtung augenscheinlich.

Fig. 14 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Einrichtung. Diese ist derjenigen der Fig. 1 im wesent- lichen gleich, mit dem Unterschied, das hier Mittel zur Erzeugung eines modulierten Trägerzeichens mit Seitenband-Modulationskomponenten vorgesehen sind und die Einrichtung Zeichenkanäle enthält, über welche den einzelnen Antennen zumindest die Seitenbandkomponenten des modulierten Trägerzeichens in der Weise zugeführt werden, dass die Frequenz der zugeführten Komponenten in Richtung von der einen Aussenantenne zur anderen Aussenantenne stetig ansteigt.

Die Einrichtung enthält einen aus einem Transformator 28 bestehenden ersten Eingangskreis und einen aus den Transformatoren 31 und 32 bestehenden zweiten Eingangskreis. Der Primärwicklung 29 des Transformators 28 wird ein durch den Generator 30 erzeugtes Trägerzeichen von der Frequenz f(sub)c zugeführt, während den Transformatoren 31 und 32 Modulationszeichen zugeführt werden, deren Frequenzkomponenten in einem bestimmten Verhältnis zum Abstand der einzelnen Antennen 11-15 von einem gemeinsamen Bezugspunkt stehen. Im vorliegenden Fall hat das Modulationszeichen zwei Frequenzkomponenten f(sub)h und 2f(sub)h und wird durch den aus zwei synchronisierten Schwingungserzeugern bestehenden Generator 51 erzeugt. Der Eingangskreis 35 des Schwingungserzeugers 33 ist auf die Frequenz f(sub)h abgestimmt und sein Ausgangskreis mit dem Transformator 32 verbunden, während der Schwingungserzeuger 34 einen auf die Frequenz 2f(sub)h abgestimmten Eingangskreis 36 hat und einen mit dem Transformator 31 verbundenen Ausgangskreis aufweist. Die Schwingungskreise dieser Schwingungserzeuger sind gegenseitig gekoppelt, um eine genaue Synchronisierung der Schwingungen zu erzielen. Weiterhin ist in der Einrichtung ein Elektronenröhren 37 und 38 enthaltender ausgeglichener Modulator 50 zur Zuführung verschieden modulierter Trägerwellen zu den einzelnen Antennen vorgesehen. Die Eingangselektroden der Röhren 37 und 38 sind in Gegentaktschaltung an die Sekundärwicklung 39 des Transformators 28 angeschlossen, wobei eine Mittelanzapfung der Sekundärwicklung 39 über die in Reihe geschalteten Sekundärwicklungen der Transformatoren 31 und 32 und über Erde mit den Kathoden der beiden Röhren verbunden ist. Die Ausgangskreise der Röhren 37 und 38 enthalten eine Anzahl abgestimmter Kopplungstransformatoren 40-44, durch welche in Paar von Modulatoren 55 und 56 an den Ausgangskreis der Röhre 37, ein anderes Paar von Modulatoren 58 und 59 an den Ausgangskreis der Röhre 38 und ein Modulator 57 an die Ausgangskreise beider Röhren angekoppelt ist.

Die Transformatoren 40-44 sind einzeln so abgestimmt, dass sie den einzelnen Modulatoren 55-59 verschiedenen Frequenzkomponenten des in der Modulatorstufe 50 entstehenden modulierten Trägerzeichens zuführen. Der Transformator 42 ist auf die Trägerwellenkomponente abgestimmt, d.h. auf die Frequenz f(sub)c des Generators 30. Der Transformator 41 ist auf die niedrigere Frequenzkomponente f(sub)c + f(sub)h und der Transformator 40 auf die höhere Frequenzkomponente f(sub)c + 2f(sub) h des oberen Seitenbandes des modulierten Trägerzeichens abgestimmt, während die Transformatoren 43 bzw. 44 auf die höhere Frequenzkomponente f(sub)c - f(sub)h bzw. auf die niedrigere Frequenzkomponente f(sub)c - 2f(sub)h des unteren Seitenbandes des modulierten Trägerzeichens abgestimmt sind.

An die Eingangskreise der Modulatoren 55-59 ist auch ein Ueberlagerungs-Schwingungserzeuger 65 angeschlossen, der eine Schwingung f(sub)o erzeugt. Die Ausgangskreise der Modulatoren 55-59 sind über kombinierte Bandfilter- und Verstärkereinheiten 66-70 mit je einer Antenne 11-15 des Antennensystems 10 verbunden.

Der Schwingungserzeuger 33 erzeugt eine Frequenzkomponente f(sub)h, deren Wellenform durch den Ausdruck cos (Omega)(sub)ht definiert ist. Die Kurve B der Fig. 2 stellt eine Periode dieser Frequenzkomponente dar. Der Schwingungserzeuger 34 erzeugt eine zweite Frequenzkomponente 2f(sub)h von der Wellenform cos 2(Omega)(sub)ht. Die Kurve C der Fig. 2 stellt zwei Perioden dieser Komponente dar. Diese beiden Frequenzkomponenten werden im Eingangskreis der Modulatorstufe 50 zu dem durch die Kurve D der Fig. 2 dargestellten Modulierzeichen kombiniert, durch welches die vom Generator 30 erzeugte Trägerzeichen im Modulator 50 moduliert werden. Da das Modulierzeichen zwei Frequenzkomponenten hat, setzt sich das modulierte Trägerzeichen aus der Trägerwellenkomponenten, sowie aus einem oberen und unteren Seitenband mit je zwei Frequenzkomponenten zusammen. Die Transformatoren 40-44 wählen je eine Modulationskomponente aus und führen diese in der erwähnten Reihenfolge den Modulatoren 55-59 zu.

Die Frequenz f(sub)c des vom Generator 30 erzeugten Trägerzeichens ist zweckmässig so niedrig gewählt, dass die Transformatoren 40-44 die Modulationskomponenten leicht voneinander trennen können. Aus diesem Grunde wird dann den den Modulatoren 55-59 zugeführten Modulationskomponenten die vom Schwingungserzeuger 65 kommende Schwingung höherer Frequenz überlagert, um modulierte Trägerzeichen von zum Ausstrahlen geeigneten Frequenzen f(sub)o + (f(sub)c - 2f(sub)h) ... f(sub)o + (f(sub)c + 2f(sub)h), zu erhalten. Die überlagerten Schwingungen werden in Einheiten zweckmässig die Ueberlagerungskomponenten mit den Summenfrequenzen f(sub)o + f(sub)c - 2f(sub)h ... f(sub)o + f(sub)c +2f(sub)o auswählen und zu den Antennen weiterleiten. Die mittlere Antenne erhält nur die Trägerwellenkomponente f(sub)o + f(sub)c. Die Frequenzen

Dieser Komponenten haben im Frequenzband gleiche Abständen voneinander. Der Verstärkungsgrad der Verstärker der Einheiten 66-70 ist zweckmässig so gewählt, dass die den Antennen zugeführten Zeichen gleiche Amplitude haben. Falles es sich um entlang einer horizontalen Gerade angeordnete vertikale Dipolantenne handelt, ergibt sich aus den früheren Ausführungen, dass die Richtcharakteristik der auf diese Weise gespeisten Antennen in der Horizontalebene für die Werte (Pi), <Formel> und 2(Pi) der Grösse (Omega)(sub)ht die durch die Kurven F, G, und H der Fig. 2 dargestellten Form hat.

Aus den Auf Fig. 2 bezüglichen Ausführungen ergibt sich, dass der Richtkoeffizient 2(Pi)a cos (Alpha) einen die Antennenabstände ausdrückenden Faktor a enthält, dessen Wert zur zu der Grundfrequenz des am Antennensystem zugeführten Trägerzeichens in Beziehung steht, dagegen von der Grösse (Omega)(sub)ht

ganz unabhängig ist. Andererseits ist die Grösse (Omega)(sub)ht unabhängig von den Antennenabständen und von der Grundfrequenz des dem Antennensystem zugeführten modulierten Trägerzeichens. Hieraus folgt, dass die Geschwindigkeit der durch den Hauptstrahl bewirkten Abtastung leicht geregelt werden kann, da sie nur durch den Wert der Frequenzkomponenten f(sub)h 2f(sub)h des im Modulator entstehenden modulierten Trägerzeichens bestimmt wird und demnach einfach durch entsprechende Einstellungen der Betriebsfrequenzen der Schwingungserzeuger 33 und 34 geändert werden kann. Jede Änderung der Frequenz dieser Schwingungserzeuger beeinflusst jedoch nur die Abtastgeschwindigkeit und hat keinen Einfluss auf die Form der Hauptstrahlung oder der Nebenstrahlung. Demgegenüber beeinflussen Änderungen der die Grundfrequenz des dem Antennensystem zugeführten Trägerzeichens darstellende Frequenz des Trägerwellengenerators 30 ausschliesslich die Form der Strahlungen und haben keinen Einfluss auf die Abtastgeschwindigkeit. Die grosse Bedeutung dieser charakteristischen Eigenschaft der erfindungsgemässen Einrichtung ist für den Fachmann ohne weiteres klar.

Fig. 15 zeigt eine der Einrichtung gemäss Fig. 14 im wesentlichen gleiche Einrichtung, mit dem Unterschied, dass hier, wie im Falle der Fig. 5, ein Antennensystem 10' mit einer geraden Anzahl von Antennen verwendet ist. Die den Teilen der Fig. 14 entsprechenden Teile sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Das dem Antennensystem zugeführte Trägerzeichen enthält in Uebereinstimmung mit der Darstellung gemäss der Fig. 6, welche die Richtcharakteristik dieses Antennensystems zeigt, die Frequenzkomponenten <Formel> . Die Addition dieser Frequenzkomponenten ergibt ein Modulierzeichen von der durch die Kurve D' der Fig. 6 dargestellten Form. Daher enthält der zur Erzeugung des Modulierzeichens dienende Generator 51' einen Schwingungserzeuger 33' zur Erzeugung der Modulierfrequenzkomponenten <Formel>, einen Schwingungserzeuger 34' zur Erzeugung der Modulierfrequenzkomponenten <Formel> und einen Schwingungserzeuger 71 zur Erzeugung der Modulierfrequenzkomponenten <Formel>. Diese Schwingungserzeuger sind durch gegenseitige Kopplung synchronisiert, wie im Falle der Einrichtung gemäss Fig. 14. Die Ausgangsleistung des Generators 51' wird den in Gegentakt geschalteten Elektronenröhren 37 und 38 des ausgeglichenen Modulators 50' in entgegengesetzter Phase zugeführt, während die vom Generator 30 erzeugte Trägerwelle den beiden genannten Röhren in gleicher Phase zugeführt wird. Im Modulator wird der Träger unterdrückt, sodass im Ausgangskreis des Modulators nur die Modulationsseitenbandfrequenzkomponenten erscheinen. Die an den Ausgangskreis des Modulators angeschlossenen Transformatoren 40', 41', 43', 44', 73 und 74 sind auf je eine dieser Koponenten abgestimmt. Die ausgewählten Komponenten werden zusammen mit vom Schwingungserzeuger 65 stammenden Ueberlagerungsschwingungen von der Frequenz f(sub)o je einem Modulator 55', 56', 58', 59', 75 und 76 zugeführt; aus den sich in den Ausgangskreisen der Modulatoren übergebenden überlagerten Schwingungen <Formel> werden durch die Einheiten 66', 67', 69', 70', 77 und 78 vorzugsweise die Komponenten von Summenfrequenz ausgewählt, verstärkt und den Antennen zugeleitet. Diese Komponenten haben im Frequenzband gleiche Abstände voneinander. Die das obere Modulationsseitenband bildenden Frequenzkomponenten <Formel> werden den auf einer Seite des Mittelpunktes des Antennensystems gelegenen Antennen 19, 20 und 21 zugeführt, während die das untere Seitenband bildenden Frequenzkomponenten <Formel> und <Formel> auf der anderen Seite des Mittelpunktes des Antennensystems liegenden Antennen 18, 17 und 16 zugeleitet werden.

Die Bandfilter- und Verstärkereinheiten 66', 67', 69', 70', 77 und 78 sind zweckmässig so eingestellt, dass die den Antennen zugeführten Zeichen gleiche Amplitude haben. Falls es sich um entlang einer horizontalen Geraden in Abständen von je einer halben Wellenlänge angeordnete vertikale Dipolantenne handelt, ergibt sich aus den früheren Ausführungen, dass die Richtcharakteristik der auf diese Weise gespeisten Antennen in der Horizontalebene für die Werte <Formel> und 2(Pi) der Grösse (Omega)(sub)ht die durch die Kurven F', G' und H' der Fig. 6 dargestellte Form hat.

Gegebenenfalls können die Bandfilter-Verstärkereinheiten 66-70 der Fig. 14 bzw. die entsprechenden Einheiten 66', 67', 69', 70', 77 und 78 der Fig. 15 auch durch Trägerwellengeneratoren ersetzt werden, oder je einen solchen Generator enthalten. In diesem Fall wird die in den Ausgangskreisen der Modulatoren 55-59 entstehende überlagerte Frequenzkomponente zum Synchronisieren dieser Generatoren benutzt. Eine solche Anordnung mag in solchen Fällen wünschenswert sein, in denen die vorgenannten Einheiten sonst nicht fähig wären, die etwa erforderliche hohe Ausgangsleistung zu liefern.

Fig. 16 zeigt eine Einrichtung, welche dazu geeignet ist, einen vorbestimmten Raumabschnitt in zwei aufeinander normalen Richtungen abzutasten. Das Abtastmuster dieser Einrichtung stellt ein aus parallelen Linien bestehendes Raster dar, wie es beim Fernsehen verwendet wird.

Die Einrichtung gemäss Fig. 16 kann als eine Mehrheit von Einrichtungen gemäss Fig. 14 aufgefasst werden, wobei jede dieser Einrichtungen mit einer von derjenigen der anderen etwas abweichende Grundfrequenz arbeitet. Die auch in Fig. 14 vorkommenden Teile sind mit denselben Bezugszeichen versehen, wie dort und diejenigen der unbezeichneten Teile, welche in ihrer Lage bezeichneten Teilen entsprechenden, sind mit diesen in jeder Beziehung gleichartig, nur dass sie zu mit anderen Frequenzen arbeitenden Zeichenkanälen gehören. Die Einrichtung enthält 25 Zeichenkanäle und Antennen und die zu diesen gehörigen Frequenzen sind mit den Bezugszeichen m(sub)1, m(sub)5, n(sub)1-n(sub)5, o(sub)1-o(sub)5, p(sub)1-p(sub)5 und r(sub)1-r(sub)5 bezeichnet, wobei die zur gleichen Längsreihe von Antennen gehörigen Frequenzen mit denselben Buchstaben und die zur gleichen Querreihe von Antennen gehörigen Frequenzen mit denselben Indexziffern bezeichnet sind.

Die Einrichtung enthält ausserdem zur Herbeiführung der horizontalen Abtastbewegung dienenden Modulationsgenerator 51 der Einrichtung gemäss Fig. 14 auch noch einen zur Herbeiführung der vertikalen Abwärtsbewegung dienenden, Schwingungen von der Frequenz f(sub)v und 2f(sub)v erzeugenden Modulationsgenerator 79, dessen Ausgangskreis an einem Eingangskreis eines Modulators 80 angeschlossen ist. Mit dem anderen Eingangskreis dieses Modulators ist der Trägerwellengenerator 30 verbunden. Aus den früheren Ausführungen ergibt sich, dass die Frequenzkomponenten f(sub)c, f(sub)c + f(sub)v und f(sub)c + 2f(sub)v der im Ausgangskreis des Modulators 80 entstehenden modulierten Trägerwellen dazu geeignet sind, eine vertikale Abtastbewegung des Strahles des Antennensystems herbeizuführen. Diese Modulationskomponenten werden einzeln ausgesondert und einer den Bandfilter des Modulator 50 enthaltenden Gruppe I von Bandfiltern und Modulatoren zugeführt, in welchen sie mit den mit Y bezeichneten Horizontalmodulationskomponenten f(sub)h und 2f(sub)h des Generators 51 moduliert werden. Die sicher hieraus ergebenden Modulationskomponenten ergeben sich aus der Fig, 16. Jede der Bandfilter- und Modulatoreinheiten der Gruppe I sondert eine dieser Modulationskomponenten aus und leitet sie zu einer weiteren, die Modulatoren und Bandfilter 40-44 und 55-59 enthaltenden Gruppe II von Modulatoren du Bandfiltern, in welcher ihnen die mit X bezeichneten Schwingungen von der Frequenz f(sub)o eines Ueberlagerungsschwingungserzeugers 65 überlagert werden. Die sich hier ergebenden modulierten Zeichen m(sub)1 - m(sub)5, n(sub)1 - n(sub)5, o(sub)1 - o(sub)5, p(sub)1 - p(sub)5 und r(sub)1 - r(sub)5 gelangen dann über die Bandfilter und Verstärker 66-70 enthaltende Gruppe III von Bandfiltern und Verstärkern zu dem die Antennen 11-15 enthaltenden Antennensystem.

Aus den Frequenzbezeichnungen in der Fig. 16 ergibt sich, dass den Antennen Zeichen zugeführt werden, deren Frequenz in jeder Längsreihe der Antennen mit dem Abstand der Antennen vom linken Ende der Reihe und in jeder Querreihe mit dem Abstand der Antennen von der untersten Antenne proportional diesen Abständen zunimmt. Insbesondere werden die Antennen der auf der einen Seite der mittleren Längsreihe von Antennen gelegenen Längsreihen mit sich aus der zweiten Modulation der Modulationskomponenten des oberen Seitenbandes der ersten Modulation ergebenden Schwingungen und die Antennen der auf der anderen Seite der mittleren Längsreihe gelegenen Längsreihen mit sich aus der zweiten Modulation der Modulationskomponenten des unteren Seitenbandes der ersten Modulation ergebenden Schwingungen gespeist, wobei die den auf der einen Seite der Mittelantenne jeder Längsreihe gelegenen Antennen zugeführten Schwingungen aus den Modulationskomponenten des oberen Seitenbandes der zweiten Modulation und die den auf der anderen Seite der Mittelantenne jeder Längsreihe gelegenen Antennen zugeführten Schwingungen aus den Modulationskomponenten des unteren Seitenbandes der zweiten Modulation bestehen. Die den Antennen jeder Längsreihe zugeführten Zeichen unterscheiden sich also im die Frequenz f(sub)h, wodurch der Strahl zu einer horizontalen Abtastbewegung mit vorzugsweie höherer Geschwindigkeit veranlasst wird, während die den Antennen jeder Querreihe zugeführten Zeichen sich um die Frequenz f(sub)v unterscheiden, was eine Abtastbewegung des Strahles in vertikaler Richtung mit vorzugsweise kleinerer Abtastgeschwindigkeit zur Folge hat.

Die erfindungsgemässe Einrichtung ist zum Betrieb mit Impulsmodulation besonders geeignet. Bei dieser Art des Betriebes kann beispielsweise das vom Generator 30 erzeugte Trägerzeichen entweder im Generator selbst oder in einer darauf folgenden Modulatorstufe durch ein Modulierzeichen amplitudenmoduliert werden, welches aus im Verhältnis zu ihrer Wiederholungsperiode kurzen, periodischen Impulsen besteht. Dies hat den Vorteil, dass alle Geräte der Einrichtung mit einer im Verhältnis zu ihrer Dauerleistung hohen Spitzenleistung betrieben werden können, sodass eine hohe Ausgangsleistung der Einrichtung erzielt wird. Dabei führt der Strahl keine stetige Abtastbewegung aus, vielmehr bewegt er sich schrittweise, wobei jeder Schritt einem Impuls des Modulierzeichens entspricht. Die Wiederholungsperiode dieser Impulse kann so gewählt werden, dass der Strahl durch aufeinanderfolgende Schritte einen Winkel von 180° abtastet. Andererseits ist es auch möglich, die Wiederholungsperiode der Impulse so lang und die Impulse selbst so kurz zu bemessen, das der Strahl während jeder Abtastung des Winkels von 180° nur einmal in einer bestimmten Richtung entsteht, wobei diese Richtung sich bei jeder folgenden Abtastung des genannten Winkels ändert, sodass der Strahl während einer Anzahl von Abtastperioden in sich überlappenden Schritten über den ganzen Winkel wandert. Diese Methode kann vorteilhaft bei einer sehr hohen Abtastgeschwindigkeit, also bei einem hohen Wert der Grösse (Omega)(sub)h, angewendet werden und bewirkt eine Verlangsamung der tatsächlichen Abtastung. Weiterhin kann die Wiederholungsperiode der Impulse auch derart sein, dass die während einer Abtastperiode ausgeführten Abtastschritte des Strahles zwischen die während einer vorausgegangenen Abtastperiode ausgeführten Abtastschritte fallen, sodass sich eine dem beim Fernsehen bekannten Zeilensprungverfahren ähnliche Form der Abtastung ergibt.

In Verbindung mit den in Fig. 2 dargestellten Richtcharakteristiken wurde darauf hingewiesen, dass diese Figur der Einfachheit halber nur die eine Hälfte der Richtcharakteristiken zeigt. In vielen Fällen kann es erwünscht sein, das Entstehen zweier entgegengesetzt gerichteter Hauptstrahlen zu verhindern. Dies kann einfach dur die Anwendung von geeigneten Richtantennen oder Reflektorantennen, oder auf sonstige bekannte Arten erreicht werden. Wenn es erwünscht ist, dass der Hauptstrahl nur in einem Winkel abtasten soll, der kleiner als 180° ist, kann dies durch eine Impulsmodulation erreicht werden, bei welcher das Modulationszeichen die Arbeitsweise der Einrichtung so steuert, dass den Antennen nur während derjenigen Zeit Zeichen zugeführt werden, während welcher der Hauptstrahl sich innerhalb des gewünschten Abtastwinkels befindet.

Die Fig. 17-21 der Zeichnung zeigen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Empfangseinrichtung zum Abtasten eines Raumes, in welchem sich ein Gegenstand befindet, welcher von einer Sendestation gesendete Zeichen reflektiert oder selbst Zeichen aussendet.

Die Einrichtung gemäss Fig. 17 umfasst ein aus in einer geraden Reihe angeordneten Empfangsantennen 111-115 bestehendes Antennensystems 110. Die Antennen können beispielsweise in einer horizontalen Reihe angeordnete vertikale Dipolantennen sein. Weiterhin enthält die Einrichtung an die Antennen angeschlossene Zeichenkanäle mit Modulatoren zum Modulieren des von zumindest einer der Antennen empfangenen Trägerzeichens mit einem Modulierzeichen gewisser Frequenz und des von zumindest einer anderen Antenne empfangenen Trägerzeichens mit einem Modulierzeichen anderer

Frequenz. Ein Eingangskreis der genannten Modulatoren 116-120 ist an je eine der Antennen angeschlossen und ein anderer Eingangskreis der Modulatoren ist mit einem Modulierzeichengenerator 121-125 verbunden, von denen jeder eine von der Frequenz übrigen Generatoren verschiedene Frequenz hat. Die Frequenzen der Generatoren stehen im Verhältnis zum Abstand der Antennen von einem gemeinsamen Bezugspunkt, wie dies weiter unten näher dargelegt wird. Schliesslich umfasst die Einrichtung Mittel zur Verwertung derjenigen Modulationskomponenten der auf die oben genannten Art modulierten, empfangenen Trägerzeichen, welche nur für eine Empfangsrichtung in gleicher Phase sind. Diese Empfangsrichtung ändert sich stetig und periodisch über einen gewissen Winkelbereich, sodass die Einrichtung eine scharf gerichtete Empfangscharakteristik veränderlicher Richtung hat. Diese Mittel umfassen Zwischenfrequenzbandfilter- und Verstärkereinheiten 126-130, deren Eingangskreise an den Ausgangskreis je einer der Modulatoren 116-120 angeschlossen sind und deren Ausgangskreise mit einer für alle gemeinsamen Einheit 131 in Verbindung stehen, welche eine oder mehrere Zwischenverstärkerstufen, eine Demodulator und zur Verwertung der demodulierten Zeichen geeignete Vorrichtung enthalten kann.

Fig. 18 zeigt das Antennensystem 110 der Einrichtung gemäss Fig. 17 für sich. Es sei angenommen, dass jede der Antennen 111-115 des Antennensystems ein Zeichen empfängt, dessen Ankunftsrichtung D einen Winkel (Alpha) mit der die Antennen miteinander verbindenden Geraden einschliesst, sowie dass die Entfernung des Ausgangspunktes dieses Zeichens gross im Verhältnis zum gegenseitigen Abstand d der Antenne ist. Ferner sei angenommen, dass die Antennen in gleichen Abständen angeordnet sind und dass das von der mittleren Antenne 113 empfangene Zeichen durch folgende Gleichung ausgedrückt sei:

e(sub)c = E(sub)c cos (Omega)(sub)ct (28)

In dieser Gleichung bedeutet:

e(sub)c den Augenblickswert der von der Antenne 113 empfangenen Zeichenspannung,

E(sub)c den Spitzenwert dieser Zeichenspannung

(Omega)(sub)c die Kreisfrequenz 2(Pi)f(sub)c, in welcher f(sub)c die Frequenz des empfangen Zeichens ist und

t die Zeit.

Das von de benachbarten Antenne 112 empfangene Zeichen ist durch folgende Gleichung bestimmt:

e'(sub)c = E(sub)c cos ((Omega)(sub)ct - (Psi)) (29)

In diese Zeichnung bedeutet

e'(sub)c den Augenblickswert der von der Antenne 112 empfangenen Zeichenspannung und

(Psi) den Phasenunterschied zwischen den von den Antennen 112 und 113 empfangenen Zeichen.

Die Grösse des Phasenwinkels bestimmt sich nach der Gleichung

(Psi) = 2(Pi)a cos (Alpha) (30)

In dieser ist , bedeutet also den Bruchteilen der Wellenlänge des empfangenen Zeichens ausgedrückten gegenseitigen Abstand der Antennen 112 und 113.

Wann man den durch die Gleichung (39) gegebenen Wert von (Psi) on die Gleichung (29) einsetzt, erhält man für die von der Antenne 112 empfangene Zeichenspannung:

e'(sub)c = E(sub)c cos ((Omega)(sub)ct - 2(Pi) cos (Alpha)) (31)

Es kann in derselben Weise gezeigt werden, dass die von irgend einer anderen Antenne des Antennensystems empfangene Zeichenspannung durch folgende Gleichung ausgedrückt wird:

e(sub)c = E(sub)c cos ((Omega)(sub)ct + 2(Pi)am cos (Alpha)) (32)

In dieser bedeutet

m einen die Lage der betreffenden Antenne in Bezug auf die Mittelantenne 113 anzeigenden Faktor <Nicht lesbar>, der für die Antennen 111 und 112 negativ und für die Antennen 114 und 115 positiv ist.

Die von den Antennen 111-115 empfangenen Zeichen werden den Modulatoren 116-120 zugeführt. Der mit der mittleren Antenne 113 verbundene Modulator 118 erhält vom Generator 123 ein Modulierzeichen, welches durch die folgende Gleichung ausgedrückt wird:

e(sub)o = K E(sub)o cos (Omega)(sub)ot (33)

In dieser ist

K eine währbare Konstante,

E(sub)o die Amplitude der Modulierzeichenspannung und

(Omega)(sub)o die Kreisfrequenz 2(Pi)f(sub)o, wobei f(sub)o die Frequenz des Modulierzeichens ist.

Im Ausgangskreis des Modulators 118 ergibt sich infolgedessen ein moduliertes Zeichen der Form:

e(sub)m = K E(sub)o E(sub)c cos (Omega)(sub)ct cos (Omega)(sub)ot (34)

Es ist bekannt, dass dieses modulierte Zeichen eine Komponente mit einer der Summe der Frequenzen des empfangenen Zeichen und des Modulierzeichens gleichen Frequenz und eine zweite Komponente mit einer der Differenz dieser Frequenzen gleichen Fre- quenz hat. Die Gleichung der Differenzfrequenzkomponenten ist: (35)

Diese Komponente, welche eine zwischenfrequentes Zeichen darstellt, wird von dem Bandfilter der Einheit 128 ausgesondert, durch den Verstärker dieser Einheit verstärkt und dem Eingangskreis der Einheit 131 zugeführt.

Erfindungsgemäss erzeugen die übrigen Generatoren 121, 122, 124 und 125 Modulierzeichen, deren Frequenz unter sich verschieden ist. Das von irgend einem dieser Generatoren erzeugte Modulierzeichen hat die Form:

e'(sub)o = K(sub)mE(sub)o cos ((Omega)(sub)ot - m(Omega)(sub)ht)) (36)

Hier ist

K(sub)m eine wählbare Konstante und

(Omega)(sub)h die Kreisfrequenz 2(Pi)f(sub)h, wobei f(sub)h eine Frequenz darstellt, welche sich entsprechend dem gegenseitigen Abstand der Antennen und der gewünschten Abtastgeschwindigkeit von der Frequenz f(sub)o des vom Generator 123 erzeugten Modulierzeichens unterscheidet. Dieses Verhältnis wird weiter unten anhand der Gleichungen (38) und (39) näher erläutert.

Es kann leicht gezeigt werden, dass die Differenzfrequenzkomponente des im Ausgangskreis irgend eines der Modulatoren 116, 117, 119 und 120 entstehenden und durch irgend eines des Einheiten 126, 127, 129 und 130 ausgesonderten und verstärkten modulierten Trägerzeichens durch folgende Gleichung gegeben ist: (37)

Die allgemeinen Form der die in dem gemeinsamen Ausgangskreis der verschiedenen Modulatoren erscheinenden kombinierten Differenzfrequenzkomponenten ausdrückende Gleichung, welche für jede erfindungsgemässe Empfangseinrichtung mit einer ungerade Zahl n von Antennen gilt, ist folgende: (37a)

In dieser Sind K(sub)o und K(sub)m wählbare Konstanten, während <Formel> ist.

Für den Fall der in Fig. 17 dargestellten fünf Antennen ergibt sich die im Eingangskreis der Einheit 131 erscheinende kombinierte Differenzfrequenzkomponente zu: (37b)

Die Gleichungen (37), (37a), und (37b) zeigen, dass die Differenzfrequenzkomponenten eine Frequenz gleich derjenigen der von der Einheit 128 dem Eingangskreis der Einheit 131 zugeführten und durch die Gleichung (35) ausgedrückten Differenzfrequenz- oder Zwischenfrequenzkomponenten haben, diesen gegenüber jedoch folgenden Phasenunterschied aufweise:

(Psi) = m (2(Pi)a cos (Alpha) + (Omega)(sub)ht) (38)

Der Phasenunterschied (PsI) aller Differenzfrequenzkomponenten wird für jeden Wert von t Null, wenn (Alpha) folgenden Wert hat: (39)

Die Gleichungen (38) und (39) sind für die im Ausgangskreis aller Einheiten 126, 127, 129 und 130 erscheinenden Differenzfrequenzkomponenten gültig. Infolgedessen stellt sich der durch die Gleichung (39) ergebene Wert von (Alpha) für jeden ausgewählten Wert von t so, dass sämtliche in den Ausgangskreisen der Ein- heiten 126-130 erscheinenden Differenzfrequenzkomponenten die gleiche Phase haben und sich daher im Eingangskreis der Einheit 131 addieren. Für Wert von (Alpha), welche die Gleichung (39) nicht befriedigen, ergeben sich in den Ausgangskreisen der Einheiten 126-130 Differenzfrequenzkomponenten, welche nicht in Phase miteinander sind und infolgedessen wird die Grösse des Eingangszeichens der Einheit 131 vermindert. Hieraus folgt, dass die erfindungsgemässe Empfangseinrichtung eine scharf gerichtete Empfangscharakteristik hat, deren Maximum in der Richtung liegt, für welche der Wert von (Alpha) die Gleichung (39) für irgend eine gewählte Grösse von t befriedigt. Es ist augenscheinlich, dass die Richtung dieser maximalen Empfindlichkeit sich innerhalb eines gewissen Winkelbereiches stetig und periodisch ändert, da der die Gleichung (39) befriedigende Wert von (Alpha) vom Wert t abhängig ist. Diese Abtastbewegung der Empfangscharakteristik der erfindungsgemässen Einrichtung kann für viele Zwecke ausgenutzt werden, insbesondere für die Feststellung des Ortes eines ausgestrahlte Zeichen reflektierenden oder eigene Zeichen aussendenden Gegenstandes im Raume, z.B. eines Flugzeuges.

Die Gleichungen (38) und (39) sind auch in anderer Hinsicht wichtig. Sie zeigen nämlich, dass sich die Geschwindigkeit der Abtastbewegung der Empfangsrichtcharakteristik der Einrichtung für einen jeden gegebenen Antennenabstand a mit dem Frequenzunterschied (Omega)(sub)h zwischen den den Zeichenkanälen der einzelnen Antennen zugeführten Modulierzeichen ändert, dass fernerhin die genannte Abtastgeschwindigkeit sich für jeden gegebenen Wert des Frequenzunterschiedes (Omega)(sub)h dem Antennenabstand a umgekehrt proportional ändert und <Nicht lesbar> schliesslich das Verhältnis <Nicht lesbar> zu a für jedes benachbarte Paar von Antenne dasselbe sein muss, damit sich sämtliche Differenzfrequenzkomponenten im Eingangskreis der Einheit 131 addieren. Bei gleichen Antennenabständen haben die den Zeichenkanälen aller Paare benachbarter Antennen zugeführten Zeichen den gleichen Frequenzunterschied. Bei ungleichen Antennenabständen erfordert die oben erwähnte, auf das Verhältnis von (Omega)(sub)h zu a bezügliche Regel, dass zwischen der Frequenz des Zeichenkanals einer gegebenen Antenne zugeführten Modulierzeichens und der Frequenz des dem Zeichenkanal einer Bezugsantenne zugeführten Modulierzeichens ein dem gegenseitigen Abstand dieser beiden Antennen proportionaler Unterschied besteht. Für jeden gegebenen räumlichen Antennenabstand werden also die von den einzelnen Antennen empfangenen Trägerwellen mit unter sich verschiedenen Modulierzeichen moduliert, deren Frequenz proportional dem Abstand der einzelnen Antennen von einem für alle Antennen gemeinsamen Bezugspunkt ansteigt. Bei gleichen Antennenabständen werden die vin den einzelnen Antennen empfangenen Trägerzeichen mit Modulierzeichen mit unter sich verschiedenen, im Frequenzband in gleichen gegenseitigen Abständen liegenden Frequenzen moduliert.

Falls der Ausgangspunkt der empfangenen Trägerzeichen in einem festen Abstand von der Einrichtung ist, das das der Einheit 131 zugeführte Zeichen infolge der stetigen Abtastbewegung der Empfangsrichtcharakteristik der Einrichtung die Form eines Zeichens mit Amplituden-Impulsmodulation, obzwar das empfangene Zeichen selbst gar nicht moduliert oder nur gewöhnlich amplitudenmoduliert sein mag. Wenn die Abtastgeschwindigkeit der Empfangsrichtcharakteristik hinreichend gross ist, können diese Modulationskomponenten des Zeichens mittels des in der Einheit 131 enthaltenen Demodulators vom Zeichen abgelöst und ebenso verwertet werden, wie in jeder gebräuchlichen mit Impulsmodulation arbeitenden Einrichtung. Diese Möglichkeit besteht aber auch dann, wenn der Ausgangspunkt der Zeichen beweglich ist, da die Geschwindigkeit dieser Bewegung auf jeden Fall klein im Verhältnis zur Abtastgeschwindigkeit ist. Die Auswertungsvorrichtung der Einheit 131 kann demnach beispielsweise ein Tonwiedergabegerät zur Wiedergabe von Sprache oder Musik sein, mit welcher das empfangene Zeichen moduliert ist. In diesem Zusammenhang kann die erfindungsgemässe Einrichtung zur Unterscheidung von Zeichenquellen benutzt werden, welche voneinander räumlich getrennt sind, aber mit derselben Frequenz bzw. mit so nahe beieinander gelegenen Frequenzen arbeiten, dass diese in den Durchlassbereich mehrerer oder aller Zeichenkanäle der Einrichtung fallen.

Weiterhin kann die Einrichtung gemäss Fig. 17 natürlich auch zur Feststellung der Richtung einer Zeichenquelle benutzt werden. Diese Art der Anwendung der Erfindung wird anhand eines anderen Ausführungsbeispieles behandelt werden.

Die Empfangsrichtcharakteristik der erfindungsgemässen Einrichtung kann je nach der Anzahl und dem gegenseitigen Abstand der Antennen, sowie je nach dem gegenseitigen Amplitudenverhältnis der den Zeichenkanälen der Antennen zugeleiteten verschiedenen Modulierzeichen eine Hauptempfangsrichtung und eine oder mehrere Nebenempfangsrichtungen aufweisen. Ueberdies ändert sich die Form der Richtcharakteristik in der Hauptempfangsrichtung mit dem Winkel, den diese Richtung mit der die Antennen miteinander verbindenden Gerade einschliesst. Die Geschwindigkeit der durch die Empfangscharakteristik ausgeführten Abtastbewegung ist in ähnlicher Weise, wie die Abtastgeschwindigkeit im Falle der Einrichtung gemäss den Fig. 1-16, vom Frequenzunterschied zwischen den den Zeichenkanälen der einzelnen Antennen zugeführten Modulierzeichen abhängig. Es ist offenbar, dass die vin den Generatoren 121-125 erzeugten Modulierzeichen unter sich verschiedener Frequenz auch als Modulationskomponenten einer modulierten Trägerwelle betrachtet werden können. Fig. 19 zeigt eine dementsprechend ausgebildete Ausführungsform der erfindungsgemässen Empfangseinrichtung. Diese entspricht im wesentlichen der Einrichtung gemäss Fig. 17 und gleiche Teile sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Der Unterschied besteht nur darin, dass die Einrichtung gemäss Fig. 19 Mittel zur Erzeugung eines Zeichens mit aus Harmonischen der Grundfrequenz bestehenden Frequenzkomponenten gebildeten Modulierzeichen zu den Zeichenkanälen der einzelnen Antennen aufweist, um die von diesen empfangenen Trägerzeichen mit den genannten unterschiedlichen Frequenzkomponenten zu modulieren. Diese Anordnung ist insbesondere für solche Einrichtungen geeignet, bei welchen die gegenseitigen Antennenabstände einander proportional sind, da auch die genannten Frequenzkomponenten in einander proportionalen Abständen im Frequenzband liegen.

Die Einrichtung umfasst einen aus einem Eingangstransformator 132 bestehenden <Nicht lesbar> Eingangskreis, dem das vom Generator 133 erzeugte Trägerzeichen zugeführt wird. Ein zweiter Eingangskreis besteht aus den Transformatoren 134 und 135, deren Sekundärwicklungen in Reihe geschaltet sind. Diesen Transformatoren wird ein Zeichen zugeführt, welches Frequenzkomponenten enthält, die im Frequenzband in den von einem gemeinsamen Bezugspunkt gemessenen Abständen der Antennen des Antennensystems 110 proportionalen gegenseitigen Abständen liegen, wobei die Frequenz der niedrigeren Frequenzkomponenten der gewünschten Abtastgeschwindigkeit der Empfangscharakteristik der Einrichtung entsprechend gewählt ist. Diese Grundfrequenzkomponente f(sub)h wird vom Schwingungserzeuger 136 erzeugt, während der Schwingungserzeuger 137 die zweite Harmonische 2f(sub)h dieser Schwingung hervorbringt. Die Schwingungskreise dieser beiden Schwingungserzeuger sind miteinander gekoppelt, um die synchron zu halten und ihre Ausgangskreise sind an je einen der Transformatoren 134 und 135 angeschlossen. Die miteinander in Reihe geschalteten Sekundärwicklungen dieser Transformatoren sind zwischen den mittleren Anzapfungspunkt der Sekundärwicklung des Transformators 132 und die Kathode der einen Modulator bildenden Elektronenröhren 139 und 140 geschaltet, sodass die Ausgangsströme der Schwingungserzeuger 136 und 137 den Eingangselektroden dieser Röhren mit gleicher Polarität zugeführt werden. Die Sekundärwicklung des Transformators 132 ist mit den Eingangselektroden der genannten Röhren in Gegentaktschaltung verbunden, um ihnen dem Ausgangsstrom des Trägerzeichengenerators 133 mit gegengesetzter Polarität zuzuführen.

Der Ausgangskreis der Röhre 139 ist über einen Transformator 141 mit einer Bandfilter-Modulatoreinheit 142 und über einen Transformator 143 mit einer ebensolchen Einheit 144 verbunden, während ein Transformator 145 die Röhren 139 und 140 in Gegentaktschaltung an eine weitere Bandfilter-Modulatoreinheit 146 anschliesst. Der Ausgangskreis der Röhre 140 ist über einen Transformator 147 mit einer Bandfilter-Modulatoreinheit 148 und über einen Transformator 149 mit einer ebensolchen Einheit 150 verbunden. Die Transformatoren 141, 143, 145, 147 und 149 sind auf je eine Modulationskomponente der im Ausgangskreis des Modulators

138 entstehenden modulierten Trägerzeichens abgestimmt. Die Frequenz des Generators 133 ist zweckmässig so niedrig gewählt, dass die genannten Transformatoren diese Trennung der Komponenten leicht vornehmen können.

An je einen Eingangskreis der Modulatoren der Einheiten 142, 144, 146, 148 und 150 ist ferner ein Ueberlagerungsschwingungserzeuger 156 angeschlossen, der im Ausgangskreis jedes Modulators summenfrequente und differenzfrequente Ueberlagerungsschwingungen der den genannten Einheiten zugeführten Modulationskomponenten erzeugt. Die Bandfilter dieser Einheiten sind so abgestimmt, dass entweder die Ueberlagerungsschwingung von Summenfrequenz oder diejenige von Differenzfrequenz durchgelassen wird, je nach dem, welche erwünscht ist. Die Ausgangskreise der genannten Einheiten sind an einen Eingangskreis je eines der Modulatoren 116-120 angeschlossen. Ein anderer Eingangskreis dieser Modulatoren steht mit je einer der Antennen 111-115 in Verbindung, während ihre Ausgangskreise über Bandfilter-Verstärkereinheiten 126-130 mit einer gemeinsamen Einheit 131' verbunden sind, welche eine oder mehrere Zwischenfrequenzverstärkerstufen, einen Demodulator zur Erzeugung einer Steuerspannung enthalten kann.

Die in Verbindung mit der Einheit 131 der Fig. 17 erwähnte Vorrichtung zur Verwertung der demodulierten Zeichen besteht im vorliegenden Fall aus von der Steuerspannung der Einheit 131' gesteuerten Mitteln zur Anzeige der Richtung des Ausgangspunktes der von den Antennen empfangenen Zeichen. Diese bestehen aus einer Kathodenstrahlröhre 157, deren Eingangselektroden an die Einheit 131' angeschlossen sind, sowie aus einem zur Erzeugung der Ablenk- spannungen für den Kathodenstrahl dienenden Schwingungserzeuger 159, dessen Synchronisierkreis über ein Verzögerungsnetzwerk 158 an die Schwingungserzeuger 136 und 137 angeschlossen ist und dessen Ausgangskreis mit den Ablenkelektroden 160 der Röhre 157 in Verbindung steht.

Die Wirkungsweise der Einrichtung gemäss Fig. 19 ist im wesentlichen gleich derjenigen der Einrichtung gemäss Fig. 17 und unterscheidet sich nur in der Art und Weise der Erzeugung der Modulierzeichen. Der Schwingungserzeuger 136 erzeugt die Grundfrequenzkomponente E(sub)h cos (Omega)(sub)ht und der Schwingungserzeuger 137 die harmonische Frequenzkomponente E(sub)h cos 2(Omega)(sub)ht des dem Modulator 138 zugeführten Zeichens. Diesem Modulator wird ferner ein von dem Generator 133 erzeugtes Hilfsträgerzeichen E'(sub)h cos (Omega)'(sub)ht verhältnismässig niedrigerer Frequenz zugeführt, und infolgedessen entsteht im Ausgangskreis des Modulators 138 ein moduliertes Trägerzeichen, dessen erwünschte Komponenten sich aus der folgenden Gleichung ergeben: (40)

Die Transformatoren 141, 143, 145, 147 und 149 trennen die verschiedenen Modulationskomponenten dieses modulierten Trägerzeichens und führen den Modulatoren 142, 144, 146, 148 und 150 Modulationskomponenten der folgenden Form zu:

e(sub)142 = E'(sub)o cos ((Omega)'(sub)ot - 2(Omega)(sub)ht) (41)

e(sub)144 = E'(sub)o cos ((Omega)'(sub)ot - (Omega)(sub)ht) (42)

e(sub)146 = E'(sub)o cos (Omega)'(sub)ot (43)

e(sub)148 = E'(sub)o cos ((Omega)'(sub)ot - (Omega)(sub)ht) (44)

e(sub)150 = E'(sub)o cos ((Omega)'(sub)ot - 2(Omega)(sub)ht) (45)

Die Schwingungen (Omega)'o' des Ueberlagerungsschwingungserzeugers 156 werden ebenfalls den genannten Modulatoren zugeführt und diese leiten dann den Modulatoren 116-120 die durch ihre Bandfilter ausgesonderten folgenden Ueberlagerungsschwingungen von Summenfrequenz zu:

In diesen Gleichungen ist

(Omega)(sub)o = (Omega)'(sub)o + (Omega)'(sub)o'

Wie ersichtlich, befriedigen die Gleichungen (47), (49), (51), (53) und (55) die Gleichung (36) und infolgedessen haben die den Modulatoren 116-120 zugeführten Modulierkomponenten diejenigen Frequenzen, welche zur Herbeiführung einer in der Richtung veränderlichen, scharf konzentrierten Empfangsrichtcharakteristik der Einrichtung erforderlich sind. Die Geschwindigkeit der Abtastbewegung dieser Empfangsrichtcharakteristik ist, wie die letzten Gleichungen zeigen, nur vom Wert der Grösse (Omega)(sub)h abhängig. Infolgedessen kann die Abtastgeschwindigkeit durch einfache Änderung der Frequenzen der Schwingungserzeuger 136 und 137 und entsprechender, mittels einer Gleichsteuerung bewirkbarer Einstellung der Transformatoren 141, 143, 145, 147 und 149 leicht geändert werden. Eine Neueinstellung der Bandfilter der Einheiten 142, 144, 146, 148 und 150 ist dabei im allgemeinen nicht erforderlich, da diese bei den verhältnismässig hohen Frequenzen der Ueberlagerungsschwingungen einen ausreichend grossen Durchlassbereich haben. Die Form der Empfangscharakteristik ist vom Amplitudenverhältnis der von den Modulatoren 142, 144, 146, 148 und 150 gelieferten überlagerten Schwingungen abhängig und kann daher durch entsprechende Änderung des Amplitudenverhältnisses der von den Schwingungserzeugern 136 und 137 gelieferten Schwingungen oder des Modulationsgrades in den einzelnen Modulatoren 142, 144, 146, 148 und 150, oder aber durch die beide Massnahmen leicht geändert werden.

Die von den Bandfilter-Verstärkereinheiten126-130 dem Eingangskreis der Einheit 131' zugeführten gleichphasigen Modulationskomponenten der empfangenen Zeichen werden in dieser Einheit verstärkt, demoduliert und nach erneuter Verstärkung den Eingangselektroden der Kathodenstrahlröhre 157 zugeführt, um den Kathodenstrahl zu modulieren. Gleichzeitig werden den Ablenkelektroden 160 der Röhre vom Schwingungserzeuger 159 herrührende sägezahnförmige Ablenkspannungen zugeführt. Der Schwingungserzeuger 159 wird durch die Schwingungen des Schwingungserzeugers 136 synchronisiert und das Verzögerungsnetzwerk 158 steuert diese Synchronisierung so, dass immer dann eine Abtastperiode der Kathodenstrahlröhre beginnt, wenn der Richtwinkel der Empfangseinrichtung Null ist.

Da die Empfangscharakteristik der Einrichtung einen gewissen Raumwinkel stetig abtastet, hat das dem Eingangskreis der Einheit 131' zugeführte Zeichen die Form eines impulsmodulierten

Zeichens, auch wenn das empfangene Zeichen selbst unmoduliert oder mit einem Modulierzeichen moduliert ist. Der Kathodenstrahl der Röhre 157 wird also durch die im Ausgangskreis der Einheit 131' erscheinenden Impulsmodulationskomponenten moduliert. Da die Empfangseinrichtung deine Impulsmodulation des empfangenen Zeichen einmal während jeder Abtastperiode bewirkt und da die Ablenkung des Kathodenstrahles mit der Abtastbewegung der Empfangscharakteristik synchronisiert ist, erzeugen die den Eingangselektroden der Röhre zugeführten Impulsmodulationskomponenten in dem Fall, dass der Ausgangspunkt des empfangenen Zeichens unbeweglich ist, einen festen Punkt auf dem Leuchtschirm der Röhre. Die Lage dieses Punktes auf der Bahn des Kathodenstrahles auf dem Leuchtschirm ist ein Mass für die Richtung des Ausgangspunktes der empfangenen Zeichen.

Die Einrichtung gemäss der Fig. 20 unterscheidet sich von derjenigen der Fig. 19 nur darin, dass hier das Antennensystem 110' aus einer geraden Anzahl von Antennen 111-115 und 161 besteht. Die Zufügung der sechsten Antenne 161 erfordert natürlich die Zufügung einer weiteren, aus einem Modulator, Bandfilter und Verstärker bestehenden Einheit 162, 163 zu den gleichen Einheiten 116, 126 bis 120, 130, sowie einer weiteren Bandfilter-Modulatoreinehit 164, welche gleich den entsprechenden Einheiten 142, 144, 146, 148 und 150 ist. Die Einheit 164 ist an die Elektronenröhre 140 des Modulators 138' über einen TRansformator 165 angeschlossen, der auf eine weiter unten näher behandelte Modulationskomponente des im Ausgangskreis des Modulators 138' entstehenden modulierten Trägerzeichens abgestimmt ist.

Der Modulator 138' der vorliegenden Einrichtung ist ein ausgeglichener, den Träger unterdrückender Modulator, in welchem der Ausgangskreis des Trägerwellengenerators 133 zwischen die Kathoden der Röhren 139 und 140 und Mittelanzapfung der Sekundärwicklung des Eingangstransformators 132 geschaltet ist. Die Primärwicklung des letztgenannten Transformators ist über die Transformatoren 134', 137' und 168 angeschlossen. Die Schwingungserzeuger 136' und 137' und 168 erzeugten Modulationszeichenkomponenten mit harmonischen Frequenzen <Formel>,<Formel> und <Formel>. Das Ablenksystem der Kathodenstrahlröhre 157 kann dieselbe sein, wie im Falle der Einrichtung gemäss der Fig. 19 und ist der Einfachheit halber weggelassen. Im Hinblick auf den ausgeglichenen Modulator 138' müssen natürlich die Primärwindungen der Transformatoren 141, 143, 145, 17, 149 und 165 induktiv gekoppelt sein, um eine ausgeglichene Ausgangsleistung zu erzielen.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist mit Ausnahme derjenigen des Modulators 139' im wesentlichen gleich der Wirkungsweise der Einrichtung nach Fig. 19. Das im Ausgangskreis des Modulators 138' erscheinende modulierte Trägerzeichen hat hier keine Trägerwellenkomponenten, enthält vielmehr je drei Frequenzkomponenten im oberen und im unteren Seitenband, welche den von den Schwingungserzeugern 136', 137' und 168 erzeugten Grundfrequenzen und Harmonischen entsprechen. Von diesen wird durch die Transformatoren 141. 143, 145, 147, 149 und 165 je eine der folgenden Komponenten ausgesondert und den Bandfilter-Modulationseinheiten 142, 144, 146, 148, 150 und 164 zugeführt:

Die Bandfilter der letztgenannten Einheiten sonder, wie im Fall der Einrichtung gemäss Fig. 19, entweder die Summenfrequenzkomponenten oder die Differenzfrequenzkomponenten aus. Die den Zeichenkanälen der Antennen 111-115 und 161 zugerührten Modulierkomponenten haben demnach das durch die Gleichung (36) erforderte Frequenzverhältnis, welches eine scharf konzentrierte Empfangscharakteristik veränderlicher Richtung herbeiführt.

In Verbindung mit dieser, eine gerade Anzahl von Antennen enthaltenden Einrichtung sei darauf hingewiesen, dass für eine gerade Anzahl n von Antennen die allgemeinste Form der Gleichung für die im gemeinsamen Ausgangskreis der verschiedenen Modulatoren entstehenden kombinierten Differenzfrequenzkomponenten wie folgt ist:

In der Gleichung bedeutet:

K(sub)m eine vom Modulationsgrad der einzelnen Modulatoren abhängige Konstante ; <Nicht lesbar>

m ist die Zahl des Gliedes in der Reihe und

m' = <Formel>

Demgemäss ergibt sich die Gleichung der im Eingangskreis der Einheit 131' der Einrichtung gemäss Fig. 20 in Erscheinung tretenden Differenzfrequenzkomponenten zu:

Fig. 21 zeigt eine Empfangseinrichtung, welche ebenso, wie die Sendeeinrichtung gemäss Fig. 16 dazu geeignet ist, einen vorbestimmten Raumabschnitt in zwei aufeinander normalen Richtungen abzutasten. Das Abtastmuster dieser Einrichtung stellt ebenfalls ein aus parallelen Linien bestehendes Raster dar, wie es im Fernsehen verwendet wird.

Diese Einrichtung kann als eine Mehrheit von Einrichtungen gemäss Fig. 19 aufgefasst werden, wobei jede dieser Einrichtungen mit einer von derjenigen der anderen etwas abweichenden Grundfrequenz arbeitet. Die auch in Fig. 19 vorkommenden Teile sind mit denselben Bezugszeichen versehen wie dort und diejenigen der unbezeichneten Teile, welche in ihrer Lage bezeichnete Teilen entsprechen, sind mit diesen in jeder Beziehung gleichartig, nur dass sie zu mit anderen Frequenzen arbeitenden Zeichenkanälen gehören. Der Aufbau dieser Empfangseinrichtung ist im wesentlichen gleich demjenigen der Sendeeinrichtung gemäss Fig. 16, mit dem Unterschied, dass die in der Einrichtung erzeugten verschiedenen Frequenzkomponenten nicht den Antennen selbst zugeführt werden, sondern nur den mit den Antennen verbundenen Modulatoren, um die empfangenen Zeichen entsprechend zu modulieren.

Die Einrichtung enthält ausserdem zur Herbeiführung der horizontalen Abtastbewegung dienenden Modulationsgenerator 136, 137 der Einrichtung gemäss Fig. 19 auch noch einen zur Herbeiführung der vertikalen Abtastbewegung dienenden , Schwingungen von den Frequenzen f(sub)v und 2f(sub)v erzeugenden Modulationsgenerator 169, dessen Ausgangskreis an einen Eingangskreis des Modulators 170 angeschlossen ist. Mit dem anderen Eingangskreis dieses Modulators ist der Trägerwellengenerator 133 verbunden. Aus den früheren Ausführungen ergibt sich, dass die Frequenzkomponenten f(sub)c, f(sub)c + f(sub)v und f(sub)c + 2f(sub)v der im Ausgangskreis des Modulators 170 entstehenden modulierten Trägerwelle dazu geeignet sind, eine vertikale Abtastbewegung der Empfangsrichtcharakteristik des Antennensystems herbeizuführen. Diese Modulationskomponenten werden einzeln ausgesondert und einer den Bandfilter und Modulator 138 enthaltenden Gruppe I von Bandfiltern und Modulatoren zugeführt. In diesen werden sie mit den mit Y bezeichneten Horizontalmodulationskomponenten f(sub)h und 2f(sub)h der Generatoren 136, 137 moduliert. Die sich hieraus ergebenden Modulationskomponenten ergeben sich aus der Fig. 21. Jede der Bandfilter- und Modulatoreinheiten der Gruppe I sondert eine dieser Modulationskomponenten aus und leitet sie zu einer weiteren, die Modulatoren und Bandfilter 142, 144, 146, 148 und 150 enthaltenden Gruppe II von Modulatoren und Bandfiltern, in welcher ihnen die mit X bezeichneten Schwingungen von der Frequenz f(sub)o des Ueberlagerungsschwingungserzeugers 156 überlagert werden. Die sich hier ergebenden modulierten Zeichen m(sub)1 - m(sub)5, n(sub)1 - n(sub)5, o(sub)1 - o(sub)5, p(sub)1 - p(sub)5 und r(sub)1 - r(sub)5 gelangen zu der die Modulatoren und Verstärker 116-120 enthaltenden Gruppe III von Modulatoren, welche mit dem die Antennen 111-115 enthaltenden Antennensystem verbunden sind.

Aus den Frequenzbezeichnungen in der Fig. 21 ergibt sich dass den letztgenannten Modulatoren Zeichen zugeführt werden, deren Frequenz in jeder Längsreihe der Antennen mit dem Abstand der Antennen vom linken Ende der Reihe und in jeder Querreihe mit dem Abstand der Antennen von der untersten Antenne proportional diesen Abständen zunimmt. Insbesondere werden die zu den Antennen auf der einen Seite der mittleren Längsreihe von Antennen gelegenen Längsreihe gehörigen Modulatoren mit den sich aus der zweiten Modulation der Modulationskomponenten des oberen Seitenbandes der ersten Modulation ergebenden Schwingungen und die zu den Antennen der auf der anderen Seite der mittleren Längsreihe gelegenen Längsreihen gehörigen Modulatoren mit sich aus der zweiten Modulationskomponenten des unteren Seitenbandes der ersten Modulation ergebenden Schwingungen gespeist, wobei die den Modulatoren der auf der einen Seite der Mittelantenne jeder Längsreihe gelegenen Antennen zugeführten Schwingungen aus den Modulationskomponenten des oberen Seitenbandes der zweiten Modulatoren der auf der anderen Seite der Mittelantenne jeder Längsreihe gelegenen Antennen zugeführten Schwingungen aus den Modulationskomponenten des unteren Seitenbandes der zweiten Modulation bestehen. Die den Modulatoren der Antennen jeder Längsreihe zugeführten Zeichen unterscheiden sich also um die Frequenz f(sub)h, wodurch die Empfangsrichtcharakteristik zu einer horizontalen Abtastbewegung mit vorzugsweise höherer Geschwindigkeit veranlasst wird, während die den Modulatoren der Antennen jeder Querreihe zugeführten Zeichen sich um die Frequenz f(sub)h unterscheiden, was eine Abtastbewegung der Empfangsrichtcharakteristik in vertikaler Richtung mit vorzugsweise kleinerer Geschwindigkeit zur Folge hat.

Die Ausgangskreise aller Modulatoren der Gruppe II sind ebenso wie im Fall der Einrichtung gemäss Fig. 19, zu einem gemeinsamen Zwischenfrequenzkanal zusammengefasst und an die Einheit 131' angeschlossen. Die Ausgangsleistung dieser Einheit wird der Kathodenstrahlröhre 157 zugeführt, um deren Kathodenstrahl zu modulieren. Im Hinblick darauf, dass die Empfangsrichtcharakteristik der Einrichtung eine Abtastbewegung in zwei Richtungen ausführt, ist ausser dem Generator 159 zur Erzeugung der

Ablenkspannung für die horizontale Ablenkung des Kathodenstrahles noch ein zweiter Generator 171 vorgesehen, der über ein dem Verzögerungsnetzwerk 168 gleiches Verzögerungsnetzwerk 173 an den Generator 169 angeschlossen ist und die Ablenkspannung für die vertikale Ablenkung des Kathodenstrahles bewirkenden Ablenkelektroden 172 liefert.

Die Empfangscharakteristik jeder der Empfangseinrichtungen gemäss Fig. 17-21 umfasst im allgemeinen eine Hauptempfangseinrichtung und eine oder mehrere unerwünschte Nebenempfangsrichtungen erheblich kleinerer Empfindlichkeit. Die Empfindlichkeit in diesen Nebenempfangsrichtungen kann noch vermindert werden, indem man den Modulationsgrad der verschiedenen verwendeten Modulatoren, z.B. der Modulatoren 116-120 der Fig. 17, derart regelt, dass die im Ausgangskreis der Modulatoren sich ergebenden Differenzfrequenzkomponenten unterschiedliche Amplituden haben. Im Hinblick auf die allgemeinen Gleichungen (37a) und (62) bedeutet dies, dass die verschiedenen Koeffizienten K(sub)o und K(sub)m ungleich gemacht werden. Auch in diesem Fall sind die genannten allgemeinen Gleichungen gültig, wenn die Koeffizienten K(sub)m nur in jenen Gliedern der Gleichungen gleich sind, welche die in denjenigen Paaren von Modulatoren erzeugten Differenzfrequenzkomponenten ausdrücken, die zu den in gleichem Abstand vom Mittelpunkt des Antennensystems liegenden Antennenpaaren gehören.

Die Fig. 22-26 der Zeichnung zeigen Ausführungsformen von kombinierten Sende- und Empfangsrichtungen gemäss der Erfindung, welche zur Bestimmung des Ortes eines ausgestrahlte Zeichen reflektierenden Gegenstandes im Raume geeignet sind.

Fig. 22 stellt eine derartige Einrichtung mit einem Antennensystem 210 dar, welches die Antennen 211-220 umfasst. Die Anten- nen, welche zweckmässig entlang einer horizontalen Geraden angeordneten vertikale Dipolantenne sein können, sind vorzugsweise in zwei Gruppen 210(sub)a und 210(sub)b geteilt, die je entlang einer horizontalen Geraden liegen. Die Antennen haben zweckmässig gleiche, von der gewünschten Form ihrer Richtcharakteristik abhängige Abstände. Für die meisten Fällen ist es am zweckmässigsten, diese Abstände gleich der Hälfte derjenigen Wellenlänge zu bemessen, welche der Grundfrequenz der dem Antennensystem 210(sub)a zugeführten Zeichen entspricht. Die Art und Weise, in welcher die Antennenabstände die Richtcharakteristik beeinflussen, ist in Verbindung mit den Figuren 1-13 der Zeichnung ausführlich dargelegt worden.

Die Einrichtung gemäss Fig. 22 umfasst weiterhin Mittel zur Zuführung von Trägerzeichen unterschiedlicher Frequenz zu zumindest zwei Antennen der Antennengruppe 210(sub)a des Antennensystems. Zu diesen Mitteln gehört ein Generator 221 zur Erzeugung von Zeichen mit von der Anzahl und von dem gegenseitigen Abstand der Antennen abhängigen Frequenzkomponenten, wobei die den Zeichenkanälen der einzelnen Antennen zugeführten Zeichen in einem vorbestimmten Verhältnis zum Abstand der betreffenden Antenne von einem für alle Antennen gemeinsamen Bezugspunkt stehen. Im vorliegenden Fall, in welchem jede Antennengruppe fünf Antennen umfasst, hat das dem Generator 221 erzeugte Trägerzeichen zwei Frequenzkomponenten f(sub)h und 2f(sub)h, deren Frequenz demnach den Abständen der Antennen von der als Bezugspunkt geltenden Mittelantenne entsprechen. Natürlich können die Antennengruppen weitere Antennen enthalten und die Antennenabstände können auch verschieden voneinander sein, wobei das erwähnte Trägerzeichen noch weitere Frequenzkomponenten, oder solche mit von dem angegebenen Wert abweichenden Wert haben kann.

Weiterhin enthält die Einrichtung mit dem Generator 221 verbundene Mittel zur Erzeugung einer Mehrheit von Trägerzeichen unterschiedlicher Frequenz. Diese Mittel umfassen einen Trägerzeichengenerator 222 zur Erzeugung eines Hilfsträgerzeichens mit der Frequenz f(sub)c und einen ausgeglichenen Modulator 223, dessen Eingangskreis mit dem Ausgangskreis beider genannter Generatoren verbunden ist. Der Ausgangskreis des Modulators 223 ist an die aus den Bandfiltern und Modulatoren 225-229 bestehende Einheit 224 angeschlossen, deren Bandfilter auf je eine der Frequenzkomponenten f(sub)c, f(sub)c + f(sub)h, und f(sub)c + 2f(sub)h des im Ausgangskreis der Modulators 223 erscheinenden modulierten Zeichens abgestimmt sind. Die Frequenz f(sub)c des Hilfsträgerzeichens wird zweckmässig so niedrig gewählt, dass die Bandfilter der Einheit 224 diese Frequenzkomponenten leicht trennen können. Aus diesem Grunde ist ein Ueberlagerungsgenarator 230 zur Erzeugung einer Ueberlagerungsschwingung mit einer höheren Frequenz f(sub)o vorgesehen, mittels derer aus den vorgenannten Frequenzkomponenten Ueberlagerungsschwingungen mit höheren Frequenzen f(sub)o + (f(sub)c - 2f(sub)h) bis f(sub)o + (f(sub)c + 2f(sub)h) erzeugt werden, welche zur Ausstrahlung durch die Antennen geeignet sind. Der Ausgangskreis dieses Generators 230 ist mit dem Eingangskreis jedes der Modulatoren der Einheit 224 verbunden. An den Ausgangskreis jedes Bandfilters und Modulators 225-229 schliesst sich je eine Bandfilter-Verstärkereinheit 231-235 an und die Ausgangskreise dieser letzteren Einheiten sind mit je einer der Antennen 211-215 verbunden. Die Bandfilter dieser letztgenannten Einheiten sondern die Summenfrequenzkomponenten f(sub)o + f(sub)c - 2f(sub)h bis f(sub)o + f(sub)c + 2f(sub)h der überlagerten Schwingungen aus und führen diese den Antennen zu- Die Verstärker dieser Einheiten haben zweckmässig einen solchen Verstärkungsgrad, dass die den Antennen zugeführten Schwingungen gleiche Amplituden haben.

Der von der Antennengruppe 210a ausgehende, Abtastbewegungen ausführende Strahl wird von einem etwa in diesem Raum befindlichen Gegenstand zurückgeworfen und von der Antennengruppe 210b empfangen. An diese Antennen schliessen sich Zeichenkanäle an, welche Mittel zum Modulieren der von zumindest zwei Antennen der Gruppe 210b empfangenen Trägerzeichen mit Modulierzeichen enthalten, deren Frequenzen einesteils von den Frequenzen der den Antennen der Antennengruppe 210a zugeführten Zeichen verschieden und andernteils unter sich zumindest um denselben Betrag verschieden sind, um den sich die Frequenzen der Antennengruppe 210a zugeführten Zeichen voneinander unterscheiden. Ein Teil der sich auf diese Weise ergebenen Modulationskomponenten ist nur für eine gewisse Empfangsrichtung in gleicher Phase und diese Empfangsrichtung ändert sich stetig in Uebereinstimmung mit der Abtastbewegung des von der Antennengruppe 210a ausgesendeten Strahles.

Die genannten Mittel zum Modulieren der empfangenen Trägerzeichen umfassen Vorrichtungen zum Ableiten der Modulierzeichen von den durch den Generator 221 erzeugten Zeichen zum Modulieren der ausgestrahlten Trägerwelle. ZU diesen Vorrichtungen gehört ein ausgeglichener Modulator 236, der einen über einen einstellbaren Phasenschieber 237 an den Ausgangskreis des Generators 221 und einen weiteren, an den Ausgangskreis des Trägerwellengenerators 222 angeschlossenen Eingangskreis besitzt. Der Ausgangskreis des Modulators 236 ist an den Eingangskreis der aus Bandfiltern und Modulatoren 139-243 bestehenden Einheit 238 angeschlossen, deren vor die Modulatoren geschaltete Bandfilter auf je einer der Frequenzkomponenten f(sub)c; f(sub)c + f(sub)h und f(sub)c + 2f(sub)h des im Ausgangskreis des Modulators 236 erscheinenden modulierten Zeichens abstimmt sind. Diesen Frequenzkomponenten wird in den Modulatoren der Ein- heit 238 die von dem Ueberlagerungsschwingungserzeuger 244 erzeugte Ueberlagerungsschwingung mit der Frequenz f(sub)o überlagert. Diese überlagerten Schwingungen <Formel> gelangen in die aus Bandfiltern und Modulatoren bestehenden Einheiten 245-249. Die an den einen Eingangskreis der Modulatoren dieser Einheiten angeschlossenen Bandfilter sondern die Differenzfrequenzkomponenten <Formel> der überlagerten Schwingungen aus und führen diesen dem genannten einen Eingangskreis der Modulatoren zu. Ein anderer Eingangskreis dieser Modulatoren ist an je eine der Antennen 216-220 der Antennengruppe 210b angeschlossen. Die Ausgangskreise der Modulatoren der Einheiten 245-249 sind mit dem Eingangskreis je eines Zwischenfrequenzbandfilters und Verstärkers 251-255 verbunden, deren Ausgangskreise an einen gemeinsamen Zwischenfrequenzverstärker 256 angeschlossen sind. Auf diesen folgt ein Demodulator 257 und ein Niederfrequenzverstärker 258, dessen Ausgangskreis mit den Eingangselektroden der Kathodenstrahlröhre 259 verbunden ist.

Weiterhin sind vom Generator 221 gesteuerte Mittel zum Ablenken des Kathodenstrahles der Röhre 259 synchron mit der Abtastbewegung des von der Antennengruppe 210a erzeugten Zeichenstrahles vorgesehen. Diese Mittel umfassen einen Schwingungserzeuger 260 zur Erzeugung der Ablenkspannungen, dessen Synchronisierkreis über ein Verzögerungsnetzwerk 261 an den Ausgangskreis des Generators 221 dessen Ausgangskreis an ein Paar von Ablenkelektroden 202 der Röhre 259 angeschlossen sind.

Die Wirkungsweise der Einrichtung ist wie folgt:

Das vom Generator 222 erzeugte Trägerzeichen wird im ausgeglichenen Modulator 223 mit den Schwingungen des Generators 221 moduliert. Die Bandfilter der Einheiten 225-229 sondern dabei entstehenden einzelnen Frequenzkomponenten aus und wandeln sie durch Ueberlagerung mit den Schwingungen des Schwingungserzeugers 230 in höheren Frequenzen um. Da diese Umwandlung zum Zwecke der Erzielung von zum Ausstrahlen geeigneten Schwingungen erfolgt, werden durch die Bandfilter der Einheiten 231-235 die Summenfrequenzkomponenten dieser überlagerten Schwingungen ausgewählt und den Antennen 211-215 der Sendeantennengruppe 210a zugeführt, um von diesen ausgestrahlt zu werden. Wie aus Fig. 22 ersichtlich, haben die den Antennen zugeführten Zeichen Frequenzen, welchen von der einen Endantenne 215 nach der anderen Endantenne 211 zu um gleiche Frequenzbeträge zunehmen. Die auf diese Weise erregte Antennengruppe erzeugt einen scharf konzentrierten Strahl, der Abtastbewegungen über einen Winkel von 180 Grad ausführt. Der Grund hierfür wurde in Verbindung mit den Fig, 1-13 ausführlich erläutert und besteht kurz darin, dass die den einzelnen Antennen der Antennengruppe zugeführten Zeichen als solchen Zeichen gleichwertig angesehen werden können, die die gleiche augenblickliche Frequenz haben, aber einen den Antennenabständen proportionalen, linear mit der Zeit veränderlichen gegenseitigen Phasenunterschied aufweisen. Diese Änderungen des Phasenunterschiedes verursachen eine Abtastbewegung des Strahles mit sinusförmiger Geschwindigkeit.

Infolge der räumlichen Antennenabstände und der Phasenunterschiede zwischen den den Antennen zugeführten Zeichen hat die Feldstärke an einem im abgetasteten Raum befindlichen Gegenstand des Wert Null, ausgenommen in der Zeit, während welcher der Abtaststrahl diesen Gegenstand trifft. Hieraus folgt, dass die von dem genannten Gegenstand zurückgeworfenen Zeichen die Form einer Amplitudenmodulationsseitenbänder aufweisende Trägerwelle von der Frequenz f(sub)o + f(sub)c des der Antennen 213 zugeführten Zeichens haben, sodass also das zurückgeworfene Zeichen eigentlich eine impulsmodulierte Trägerwelle darstellt. Dieses Zeichen wird von den Antennen der Empfangsantennengruppe 210b empfangen und den Eingangskreisen der Modulatoren 245-249 zugeführt. Da die genannten Antennen in räumlichen Abständen angeordnet sind, entstehen zwischen den von den einzelnen Antennen empfangenen Zeichen ein gewisser Phasenunterschied. Um die gleichphasigen Komponenten der empfangenen Zeichen zu erhalten, werden diese Zeichen in den Modulatoren 245-249 durch die Differenzfrequenzkomponenten des von dem Modulator 236 gelieferten und mit den Schwingungen des Schwingungserzeugers 244 überlagerten Zeichens moduliert. Wie in Verbindung mit den Empfangseinrichtungen gemäss den Fig. 17-21 gezeigt wurde, hat die Verwendung von Modulierzeichen von zueinander in einem derartigen Verhältnis stehenden Frequenzen die Wirkung, dass die sich in den Ausgangskreisen der Modulatoren 245-249 ergebenden Zeichenkomponenten nur für eine Empfangsrichtung die gleiche Phase haben, wobei diese Richtung sich innerhalb eines Winkels von 180 Grad stetig ändert. Der Verwendung der mit den Modulationskomponenten der ausgestrahlten Zeichen im angegebenen Frequenzverhältnis stehenden Modulationskomponenten zum Modulierten der empfangenen Zeichen hat zur Folge, dass die Änderung der vorgenannten Empfangsrichtung synchron mit der Bewegung des Abtaststrahles erfolgt. Dieses Frequenzverhältnis wird im vorliegenden Fall durch Ableitung der Modulationskomponenten sowohl füt die Sendeanordnung als auch für die Empfangsanordnung vom selben Generator 221 erzielt.

Die sich im Ausgangskreis der Modulatoren 245-249 ergebenen gleichphasigen Zeichenkomponenten werden durch die Einheiten 251-255 ausgewählt und verstärkt, dann dem gemeinsamen Verstärker 256 zugeleitet, im Demodulator 257 demoduliert und nach nochmaliger Verstärkung durch den Niederfrequenzverstärker 258 den Eingangs- elektroden der Kathodenstrahlröhre 259 zugeführt.

Der Kathodenstrahl der Röhre 259 wird durch die beispielsweise sägezahnförmigen Schwingungen des Schwingungserzeugers 260 periodisch abgelenkt, wobei diese Ablenkung synchron mit der Abtastbewegung des Abtaststrahles der Sendeeinrichtung erfolgt. Das Verzögerungsnetzwerk 261 steuert diese Ablenkung so, dass der Kathodenstrahl immer dann eine Ablenkperiode beginnt, wenn der Abtaststrahl der Sendeeinrichtung in der Richtung der die Antennen der Sendeantennengruppe 210a miteinander verbindenden Geraden steht, sodass also der Mittelpunkt der Ablenkbewegung des Kathodenstrahles der zu der die Antennen der Antennengruppe 210 miteinander verbindenden Geraden normalen Richtung des Abtaststrahles entspricht.

Da die Empfangscharakteristik der Empfangseinrichtung sich synchron mit der Bewegung des Abtaststrahles der Sendeeinrichtung ändert, wird jedesmal, wenn der Abtaststrahl einen Gegenstand im abgetasteten Raum trifft, ein Zeichenimpuls empfangen. Diese empfangenen Impulse ergeben in der Empfangseinrichtung eine aus periodischen Impulsen bestehende Gleichspannung, welche durch den Verstärker 258 verstärkt und den Eingangselektroden der Kathodenstrahlröhre 259 zugeführt wird. Infolgedessen entsteht am Leuchtschirm der Röhre ein Lichtfleck, dessen Lage auf der Bahn des Kathodenstrahles am Leuchtschirm die Richtung des Gegenstandes angibt.

Da die Zeichenenergie zum Zurücklegen des Weges von der Sendeeinrichtung zum gesuchten Gegenstand und zurück zur Empfangseinrichtung eine gewisse Zeit benötigt, ist es für den Fall, dass die Einrichtung mit grosser Abtastgeschwindigkeit arbeiten und auch von der Einrichtung weit entfernte Gegenstände gut leserlich anzeigen soll, zweckmässig den obenerwähnten einstellbaren Phasen- schieber237 vorzusehen. Dieser bewirkt eine Phasenverzögerung der den Modulatoren 245-249 zugeführten Modulierzeichen gegenüber den Antennen der Gruppe 210a zugeführten Zeichen und infolgedessen bleibt die synchron mit der Abtastbewegung des Abtaststrahles der Sendeeinrichtung erfolgende Bewegung der Hauptempfangseinrichtung der Empfangseinrichtung zeitlich etwas zurück. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, dass die Einstellung des Phasenschiebers 237 die Lage des sich in der Bahn des Kathodenstrahles der Röhre 259 ergebenen Lichtfleckes nicht verändert, da diese Lage nur von der Ankunftsrichtung der zurückgeworfenen Zeichenenergie abhängt, aber sie beeinflusst die Helligkeit des Lichtfleckes, wenn durch sie dafür gesorgt wird, dass die Hauptempfangsrichtung der Empfangseinrichtung in dem Augenblick des Empfanges der zurückgeworfenen Energie mit derjenigen Richtung übereinstimmt, welche der Abtaststrahl beim Treffen des Gegenstandes hatte. Diese Abhängigkeit der Helligkeit des Lichtfleckes von der Einstellung des Phasenschiebers je nach der Entfernung des gesuchten Gegenstandes kann dazu ausgenutzt werden, aus dem Mass der zur Erzielung der grössten Helligkeit des Lichtfleckes erforderlichen Verstellung des Phasenschiebers aus seiner Grundstellung die Entfernung des gesuchten Gegenstandes zu bestimmen. Andererseits kann es auch zweckmässig sein, die Einstellung des Phasenschiebers über einen gewissen Bereich dauernd periodisch zu ändern, um dadurch während aufeinanderfolgenden Gruppe von Abtastperioden eine Anzeige sowohl der nahen als auch der entfernten Gegenstände im abgetasteten Raum zu erhalten.

Es ist weiter oben festgestellt worden, dass gewisse Modulationskomponenten der sich in den Ausgangskreisen der Modulatoren 25-249 ergebenden modulierten Zeichen nur für eine Empfangsrichtung gleiche Phase haben. Es soll nun anhand der Fig. 23 untersucht werden, welche Modulationskomponenten durch die Bandfilter der Einheiten 251-155 ausgewählt werden sollen, um eine mit der Abtastbewegung des Abtaststrahles der Antennengruppe 210a synchrone Änderung der Empfangscharakteristik der Antennengruppe 210b zu erzielen. Es seien zunächst nur die drei mittleren Antennen 212, 213 und 214 der Antennengruppe 210a in Betracht gezogen und es sei angenommen, dass diesen die durch folgende Gleichungen ausgedrückten Zeichen zugeführt werden:

In diesem ist

(Omega)(sub)1 = 2(Pi) (f(sub)o + f(sub)c)

(Omega)(sub)h = 2(Pi)f(sub)h und

E die grösste Amplitude der Antennen zugeführten Zeichen.

Wie in Verbindung mit den früher beschriebenen Sendeeinrichtungen gezeigt wurde, ist die Zeichenenergie, welchen den Gegenstand trifft, dessen Richtung durch den Winkel (Alpha) bestimmt ist, wie folgt: (67)

In der Gleichung ist

E' = kE, wobei k den sich aus der Fortpflanzung des Zeichens im Raume ergebenden Dämpfungsfaktor darstellt und , wobei d der Antennenabstand und (Lambda) die Wellenlänge des der Antenne 213 zugeführten Zeichen ist.

Ein Verfahren zur graphischen Lösung der Gleichung (67) wurde in Verbindung mit Fig. 2 angegeben und es wurde dort auch gezeigt. dass der Strahl der Antennengruppe 210a einen vorbestimmten Raumabschnitt in richtung von der mit dem Zeichen höchster Frequenz gespeisten Antenne zu der mit dem Zeichen niedrigster Frequenz gespeisten Antenne mit einer Kreisfrequenz (Omega)(sub)h abtastet. Unter der obigen Annahme bewegt sich der Abtaststrahl in Richtung von der Antenne 212 zu der Antenne 214, also in der Fig. 23 von rechts nach links.

Von Abtasteinrichtungen dieser Art kann gesagt werden, dass sie einen Abtaststrahl erzeugen, da während eines kurzen Teiles jeder Abtastperiode die ausgestrahlten Zeichen sämtlicher Antennen an einem gegebenen Punkt des Raumes die gleiche Phase haben, während des übrigen Teiles der Abtastperiode jedoch derartige Phasenunterschiede aufweisen, dass die am genannten Punkt empfangene, resultierende Zeichenenergie angenähert Null ist. In dem Augenblick in welchem der von der Antennengruppe 210a erzeugte Strahl den entfernten Gegenstand trifft, ist der Phasenkoeffizient der Gleichung (67) gleich Null, d.h. die Summe von (Omega)(sub)ht und 2(Pi)a cos(Alpha) muss entweder Null oder 2(Pi)n sein, wobei n eine ganze Zahl ist. Dann ist die Zeichenenergie aller Antennen in gleicher Phase und die vom Gegenstand zurückgeworfene Zeichenenergie hat die Kreisfrequenz (Omega)(sub)1.

Falls die Empfangsantennengruppe 210b in der Nähe der Sendeantennengruppe 210a angeordnet ist, kommt das vom gesuchten Gegenstand zurückgeworfene Zeichen bei den Empfangsantennen ebenfalls unter dem Winkel (Alpha) an und die von den Antennen 217, 218 und 219 empfangene Zeichenenergie ergibt sich aus folgenden Gleichungen:

In diesen ist

E'' = k'E', wobei k' wiederum den sich aus der Fortpflanzung des Zeichens im Raume ergebenden Dämpfungsfaktor darstellt.

Die Gleichungen (68), (69) und (70) beruhen auf der Annahme, dass die Zeit, welche die Zeichenenergie zum Zurücklegen des Weges von der Antennengruppe 210a zum Gegenstand und von diesem zurück zur Antennengruppe 210b benötigt, vernachlässigbar ist. In der Wirklichkeit werden die sich von dieser Annahme ergebenden Abweichungen durch den einstellbaren Phasenschieber 237 ausgeglichen, welcher die Phase der den Zeichenkanälen der Empfangsantennen zugeführten Zeichen um einen der Laufzeit der Zeichen entsprechenden Winkel verschiebt.

Es sei nun angenommen, dass den mit den Antennen 217 und 219 verbundenen Modulatoren 246, 247 und 248 durch die folgenden Gleichungen ausgedrückte Modulierzeichen zugeführt werden:

In diesen Gleichungen ist

E(sub)o die Amplitude der Modulierzeichen und

(Omega)(sub)0 = 2(Pi) (f(sub)o - f(sub)c).

Wenn die Zwsichenfrequenz-Bandfilter der Einheiten 252, 253 und 254 die Differenzfrequenzkomponenten der sich in den Ausgangskreisen der Modulatoren 246, 247 und 248 ergebenden modulierten Zeichen aussondern und diese miteinander kombiniert dem Eingangskreis des gemeinsamen Verstärkers 256 zuführen, entsteht ein zwischenfrequentes Zeichen folgender Form:

Eine graphische Lösung der Gleichung (74), wie sie anhand der Fig. 2-12 gezeigt wurde, ergibt, dass die Empfangscharakteristik der Antennengruppe 210b eine Abtastbewegung in Richtung von derjenigen Antenne, deren Zeichenkanal mit dem Modulierzeichen niedrigster Frequenz gespeist wird, zu derjenigen Antenne, deren Zeichenkanal mit dem Modulierzeichen höchster Frequenz gespeist wird, ausführt, d.h. im vorliegenden Fall von der Antenne 217 in Richtung zur Antenne 219. Die Richtung dieser Abtastbewegung ist dieselbe, wie diejenige der Abtastbewegung des Strahles des Antennensystems 210a und infolgedessen tastet die Empfangscharakteristik der Einrichtung den Raum synchron mit dem Abtaststrahl ab. Es kann natürlich gezeigt werden dass dieses Ergebnis der obigen Untersuchung auch dann gilt, wenn anstatt der im Betracht gezogenen drei Antennen beider Gruppen alle Antennen berücksichtigt werden.

Falls die Bandfilter der Einheiten 252, 253 und 254 die Summenfrequenzkomponenten des modulierten Zeichens auswählen würden, würde die Richtung der Abtastbewegung der Empfangscharakteristik derjenigen der Abtastbewegung des Abtaststrahles entgegengesetzt sein. Hieraus folgt, dass in dem Falle, dass dem Modulator 246 das Modulierzeichen mit höherer Frequenz und dem Modulator 248 dasjenige mit niedriger Frequenz zugeführt wird, die Bandfilter der Einheiten 252, 253 und 254 die Summenfrequenzkomponenten des modulierten Zeichens auswählen müssen, um eine synchrone Bewegung der Empfangscharakteristik mit dem Abtaststrahl zu erzielen. Im allgemeinen ist aus aus bekannten Gründen erwünscht, dass die Verstärker der Einheiten 251-255 bei verhältnismässig niedrigerer Frequenz arbeiten und daher ist es vorteilhaft, wenn den Modulatoren 245-249 die Modulierzeichen in solcher Ordnung zugeführt werden, dass die Differenz- frequenzkomponenten ausgewählt und verwertet werden können, da deren Frequenz erheblich niedriger als diejenige der con den Antennen 211-215 ausgestrahlten Zeichen ist.

Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels wurde die Frequenz f(sub)o des Ueberlagerungsschwingungserzeugers 244 der Empfangseinrichtung der Einfachheit halber gleich derjenigen des Ueberlagerungsschwingungserzeugers 238 der Sendeeinrichtung gewählt, jedoch können die beiden genannten Schwingungserzeuger natürlich auch mit verschiedenen Frequenzen arbeiten. Das einzige Erfordernis hinsichtlich des Schwingungserzeugers 244 besteht darin, dass seine Betriebsfrequenz dazu geeignet sein muss, derartige zwischenfrequente Zeichen zu erzeugen, auf welche die Verstärker der Einheiten 251-155 und 256 abgestimmt sind. Ferner sei darauf hingewiesen, dass die bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel angewendete Trennung der Sende- und Empfangsantennen keineswegs unbedingt erforderlich ist, vielmehr können dieselben Antennen für beide Zwecke gleichzeitig angewendet werden, wenn nur getrennte Zeichenkanäle für das Senden und Empfangen vorgesehen werden. Allerdings ist es in diesem Fall zweckmässig, Uebertragungsleitungen geeigneter Länge zwischen den Einheiten 231-235 und den Antennen, sowie zwischen den Antennen und den Einheiten 245-249 vorzusehen. Dabei wird bei der Sendeeinrichtung zweckmässig Impulsmodulation angewendet.

Aus der vorstehenden Beschreibung der Anordnung gemäss der Fig. 22 ergibt sich, dass die Generatoren 221 und 222 der ausgeglichene Modulator 223 und die Bandfilter-Modulatoreinheit 224 Mittel zur Erzeugung einer Mehrzahl von Trägerzeichen mit den gegenseitigen räumlichen Abständen der Sendeantennen 221-215 proportional verschiedene Frequenzen darstellen, während die Generatoren 221 und 222 der ausgeglichene Modulator 236 die Bandfilter-Modulatoreinheit

238 und die Modulatoren 245-249 Mittel zu Modulieren der von den einzelnen Empfangsantennen empfangenen, zurückgeworfenen Zeichen mit Modulierzeichen darstellen, deren Frequenzen einerseits von derjenigen der ausgestrahlten Zeichen verschieden und andererseits unter sich den gegenseitigen räumlichen Abständen der Empfangsantennen 216-220 proportional verschieden sind, um auf diese Weise modulierte Zeichen zu erhalten, welche jeweils für eine bestimmte, sich synchron mit der Abtastbewegung des ausgesandten Strahles ändernden Empfangsrichtung die gleiche Phase haben. Falls die Antennen in gleichen Abständen angeordnet sind, haben auch die Frequenzen der ausgesandten Trägerzeichen und der die empfangenen Zeichen modulierenden Zeichen gleiche gegenseitige Abstände im Frequenzband. Weiterhin ergibt sich aus der vorstehenden Beschreibung und insbesondere aus den Gleichungen (67) und (74), dass die Abtastperiode der Sende- und Empfangscharakteristik sich mit der Grundfrequenz (Omega)(sub)h und der Harmonischen 2(Omega)(sub)h der vom Generator 221 erzeugten Schwingung ändert, also durch Änderung dieser Frequenzen leicht und bequem geregelt werden kann. Eine solche Regelung erfordert natürlich eine entsprechende Änderung der Abstimmung der Bandfilter der Einheiten 225-229 und und 239-243, die gegebenenfalls mittels Gleichsteuerungsmittel bewirkt werden kann. Die Form der Richtcharakteristiken und insbesondere das Verhältnis der Grösse der Hauptstrahlung bzw. der Hauptempfindlickeit zur Grösse der Nebenstrahlungen bzw der Nebenempfindlickeiten ändert sich mit dem Amplitudenverhältnis der ausgestrahlten Zeichen bzw der die empfangenen Trägerzeichen modulierenden Zeichen und kann daher durch Änderung des Verstärkungsgrades der Verstärker der Einheiten 231-235 bzw 239-243 geregelt werden.

Für gewisse Zwecke kann es wünschenswert sein, eine zum Abtasten in zwei zueinander normalen Richtungen geeignete Einrichtung gemäss Fig. 22 vorzusehen. Dies kann einfach durch Anwendung zweier derartiger Einrichtungen erreicht werden, deren Antennen entlang von zueinander normal stehenden Geraden angeordnet sind. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn die Abtastgeschwindigkeit der beiden Einrichtungen verschieden ist, damit das Ausgangszeichen der zusätzlichen Einrichtung einem zusätzlichen, auf das erste Ablenktelektrodenpaar zugeführt werden kann. Auf diese Weise ergibt sich am Leuchtschirm der Röhre ein Muster von parallelen Abtastlinien und die empfangene, zurückgeworfene Zeichenenergie erzeugt auf dem Leuchtschirm zwei einander schneidende, zueinander normal stehende Linien, deren Schnittpunkt den Ort des gesuchten Gegenstandes in zwei Dimensionen angibt.

Fig. 24 zeigt eine Ausführungsform einer kombinierten Sende- und Empfangseinrichtung, welche im wesentlichen derjenigen gemäss Fig. 22 gleicht, mit dem Unterschied, dass hier jede der Antennengruppen 210a' und 210b' eine gerade Anzahl von Antennen enthält und dass das zur Modulation der zurückgeworfenen, empfangenen Trägerzeichen dienende Modulierzeichen von der Bandfilter-Modulatoreinheit 224 der Sendeeinheit geliefert wird.

Infolge der geraden Anzahl Antennen in jeder Antennengruppe gibt es hier keine mittlere Antenne, jedoch findet sich in jeder Antennengruppe ein Punkt, welcher als der Mittelpunkt der Gruppe betrachtet werden kann und die Frequenzkomponenten <Formel> und <Formel> des vom Generator 221' gelieferten Modulierzeichens haben daher im Frequenzband den Abständen der einzelnen Antennen von diesem, in der Mitte zwischen den Antennen 213 und 214 bzw 218 und 219 gelegenen Mittelpunkt der Antennengruppe proportionale gegenseitige Abstände. Der ausgeglichene Modulator 223' ist so geschaltet, dass er die Trägerwelle des Generators 222 unterdrückt. Die Verwendung einer zusätzlichen Antenne 265 in der Antennengruppe 210a' erfordert natürlich die Verwendung einer zusätzlichen Bandfilter-Modulatoreinheit 263 und einer zusätzlichen Bandfilter-Verstärkereinheit 264, um dieser Antenne die entsprechenden Zeichen zuzuführen.

Die sich in den Ausgangskreise der Bandfilter-Modulatoreinheit 224' ergebenden Summenfrequenzkomponenten <Formel> bis <Formel> wurden hier ebenso, wie bei der Einrichtung gemäss Fig. 22, den Sendeantennen 211'-215' und 265 zugeführt. Die sich gleichzeitig ergebenden Differenzfrequenzkomponenten <Formel> bis <Formel> haben diejenigen WErte, welche zum Modulieren der empfangenen Trägerzeichen in den Modulatoren 245'-249' und 267 erforderlich sind und werden daher diesen Modulatoren derart zugeführt, dass hier die Frequenzen in umgekehrter Richtung ansteigen, wie in der Sendeeinrichtung. Diese Art der Erzeugung der Modulierzeichen für die Empfangseinrichtung hat den Vorteil, dass sie die Empfangseinrichtung sehr vereinfacht, indem sie den Phasenschieber 237, den ausgeglichenen Modulator 236 und die Bandfilter-Modulatoreinheit 138 der Einrichtung gemäss der Fig. 22 überflüssig macht. Allerdings können hierbei keine sehr hohen Abtastgeschwindigkeiten angewendet werden, da die Einrichtung keine Mittel zur Berücksichtigung der Laufzeit der Zeichen von der Einrichtung zum reflektierenden Gegenstand und zurück zur Einrichtung hat.

Zwecks Ankopplung des Ausgangskreises der Modulatoreinheit 267 an den gemeinsamen Zwischenfrequenzverstärker 256 ist eine zusätzliche Zwischenfrequenz-Bandfilter-Verstärkereinheit 268 vor- gesehene.

Die Wirkungsweise der Einrichtung gemäss Fig. 24 ist im wesentlichen gleich derjenigen der Einrichtung der Fig. 22. Die in der Figur angegebenen Frequenzen der den Zeichenkanälen der einzelnen Antennen zugeführten Zeichen haben zur Voraussetzung, dass die Antennen in beiden Antennengruppen in gleichen Abständen angeordnet sind.

Fig. 25 stellt schematisch einen Teil einer kombinierten Sende- und Empfangseinrichtung dar, welche sich von der Einrichtung gemäss Fig. 22 nur darin unterscheidet, dass die Antenne 218, der dazu gehörige Modulator 247 und Verstärker 253, sowie der Bandfilter-Modulator 241 der Einheit 236'' fortgelassen ist. Die Antennengruppe 210a besteht demnach aus fünf Antennen, die Antennengruppe 210b'' hat dagegen nur vier Antennen, wobei der räumliche Abstand zwischen den Antennen 217 und 219 doppelt so gross ist, wie derjenige zwischen den Antennen 216 und 217 bzw 219 und 220. Ueberdies ist der Verstärkungsgrad des Verstärkers der Einheit 233 aus weiter unten zu erläuternden Gründen das 2,25-fache desjenigen der Verstärker der Einheiten 231, 232, 234 und 235.

Die Wirkungsweise der Einrichtung gemäss Fig. 25 ist im wesentlichen gleich derjenigen der Erfindung der Fig. 22, mit dem Unterschied, dass die Antennengruppe 210a zwischen die Nebenempfindlichkeitsbereiche in der Empfangscharakteristik der Antennengruppe 210b'' fallende Nebenstrahlungen hat. Die Erregung der Antenne 213 der Antennengruppe 210a mit Zeichen, deren Amplitude das 2,25-fache der Amplitude der die übrigen Antennen dieser Gruppe erregenden Zeichen beträgt, hat die Wirkung, dass zwei unerwünschte Nebenstrahlungen der Antennengruppe 210a der Einrichtung gemäss Fig. 22 unterdrückt werden. Die Richtcharakteristik der in dieser Weise erregten Antennengruppe 210a ergibt sich entsprechend der Gleichung (67) für die Antennengruppe 210a der Fig. 22 zu:

Die ausgezogen gezeichneten Kurven A, B und C der Fig. 26 zeigen die Richtcharakteristik der Antennengruppe 210a der Fig. 25 zu drei ausgewählten Zeitpunkten einer Abtastperiode, nämlich für die Werte von <Formel>. Diese Kurven wurden durch graphische Lösung der Gleichung (75) entsprechend den Fig. 2-12 gefunden.

Das im gemeinsamen Ausgangskreis der Bandfilter-Verstärkereinheiten 251, 252, 254 und 255 entstehende zwischenfrequente Zeichen ergibt sich mittels einer ähnlichen Analyse zu:

Die graphische Lösung dieser Gleichung ergibt die gestrichelt gezeichneten Kurven D, E und F der Fig. 26, welche die Empfangsrichtcharakteristik der Antennengruppe 210b'' für die vorhin erwähnten Werte von (Omega)(sub)ht darstellen.

Fig. 26 zeigt, dass in jenen Zeitpunkten, in welchen die Nebenstrahlungen der Antennengruppe 210a eine unterwünschte Zeichenreflektion durch den gesuchten Gegenstand zur Folge haben, die Empfangsempfindlichkeit der Antennengruppe 210b'' in der betreffenden Richtung Null ist. Die Einrichtung gemäss Fig. 25 hat also den wichtigen Vorteil, dass nur der Hauptstrahl der Antennengruppe 210a eine Anzeige auf dem Anzeigegerät liefert, sodass diese Anzeige völlig eindeutig ist.

Die Einrichtungen gemäss den Fig. 22-25 sind insbesondere zum betrieb mit Impulsmodulation geeignet. Bei dieser Art des Betriebes erfolgt eine Amplitudenmodulation des vom Generator 222 bzw. 222' herrührenden Zeichens mit wiederkehrenden Impulsen, deren Dauer kurz im Vergleich zur Periodendauer jeder Wiederkehr ist. Diese Modulation kann entweder im Generator selbst, oder in einer auf den Generator folgenden Modulatorstufe vorgenommen werden. Die Empfangseinrichtung kann dann entweder mit gleichbleibender Empfindlichkeit betrieben werden, oder aber die modulierenden Spannungsimpulse können dem den Verstärkungsgrad regelnden Kreis der Empfangseinrichtung zugeführt werden, z.B. dem entsprechenden Kreis des Verstärkers 258 um die Empfindlichkeit der Empfangseinrichtung periodisch zu ändern.

Claims (24)

1. Einrichtung zum sende- oder empfangsseitigen Abtasten eines Raumes mittels feststehender Antennengruppe, bei der die Antennen in Reihe mit Abständen zwischen den Reihen und zwischen den Antennen in jeder Reihe angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass jede Antenne an einen Zeichenkanal angeschlossen ist, dass jeder Zeichenkanal mit Zeichen konstanter Frequenz gespeist wird, und dass die den verschiedenen Kanälen zugeführten Zeichen verschiedenen Frequenzen haben, die proportional zu den Antennenbeständen von dem einen Ende jeder Antennenreihe nach dem anderen Ende der Reihe ansteigen, wobei durch die wechselnden gegenseitigen Phasenbezeichnungen eine fortlaufende Drehung der Richtcharakteristik des Antennensystems zustandekommt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Antennen in mehreren Reihen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzen der Zeichen, die den Kanälen zweier benachbarter Antennen jeder einzelnen reihe zugeführt werden, sich um einen anderen Betrag unterscheiden als die Frequenzen der Zeichen, die den Kanälen derjenigen Antennen zugeführt werden, die in benachbarten Reihen und in gleichen Abständen von dem einen Ende der Reihe liegen.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenzen der Zeichen, die den Kanälen der Antennen der einzelnen Antennenreihen zugeführt werden, proportional zu den Abständen zwischen den Reihen von der einen äussersten Reihe nach der anderen äussersten Reihe hin ansteigen.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein gemeinsamer Hochfrequenzgenerator die Kanäle aller Antennen speist und so moduliert wird, dass sich Modulationskomponenten verschiedener Frequenz für jeden Kanal ergeben.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, mit einer oder mehreren aus einer ungeraden Anzahl von Antennen bestehenden Antennenreihen, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerkomponente der vom gemeinsamen Zeichengenerator erzeugten modulierten Schwingung dem Zeichenkanal der mittleren Antennen jeder Reihe zugeführt wird, während die Modulationskomponenten des oberen Modulationsseitenbandes den Zeichenkanälen auf der einen Seite der mittleren Antenne gelegenen Antennen und die Modulationskomponenten des unteren Modulationsseitenbandes den Zeichenkanälen der auf der anderen Seite der mittleren Antenne gelegenen Antennen zugeführt werden.

6. Einrichtung nach Anspruch 4, mit iener oder mehreren aus einer geraden Anzahl von Antennen bestehenden Antennenreihen, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerkomponente der vom gemeinsamen Zeichengenerator erzeugten modulierten Schwingung unterdrückt wird und die Modulationskomponenten des oberen Modulationsseitenbandes den Zeichenkanälen auf der einen Seite vom Mittelpunkt der Antennenreihen gelegenen Antennen und die Modulationskomponenten des unteres Modulationsseitenbandes den Zeichenkanälen der auf der anderen Seite vom Mittelpunkt der Antennenreihen gelegenen Antennen zugeführt werden.

7. Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Mittel zur wiederholten Modulation der Schwingung des gemeinsamen Zeichengenerators mit Schwingungen verschiedener Frequenz.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeichenkanäle der auf einen Seite von der Mitte des Antennenfeldes gelegenen Antennenreihen mit den sich aus der zweiten Modulation der Modulationskomponenten des oberen Seitenbandes der ersten Modulation ergebenden Schwingungen und die Zeichenkanäle der Antennen der auf der anderen Seite von der Mitte des Antennenfeldes gelegenen Antennenreihen mit den sich aus der zweiten Modulation der Modulationskomponenten des unteren Seitenbandes der ersten Modulation ergebenden Schwingungen gespeist werden, wobei die den Zeichenkanälen der auf der einen Seite vom Mittelpunkt jeder Antennenreihe gelegenen Antennen zugeführten Schwingungen aus den Modulationskomponenten des oberen Seitenbandes der zweiten Modulation und die den Zeichenkanälen der auf der anderen Seite vom Mittelpunkt jeder Antennenreihe gelegenen Antennen zugeführten Schwingungen aus den Modulationskomponenten des unteren Seitenbandes der zweiten Modulation bestehen.

9. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 - 8, gekennzeichnet durch Mittel zur Einstellung des Frequenzverhältnisses der den Zeichenkanälen der einzelnen Antennen zugeführten Zeichen.

10. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 - 9, gekennzeichnet durch Mittel zur getrennten Einstellung der Frequenz der Schwingungen des Trägerzeichengenerators und der Frequenzen der modulierenden Schwingungen.

11. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel zum Speisen der Antenne mit den ihren Zeichenkanälen zugeführten, vorzugsweise impulsmodulierten Trägerzeichen verschiedener Frequenz, wodurch ein Abtasten eines Raumes mit einem Trägerzeichenstrahl erzielt wird.

12. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 10, zum Abtasten eines Raumes mittels Richtempfanges der von einem im Raum befindlichen Gegenstand ausgesandten oder reflektierten Trägerzeichen, dadurch gekennzeichnet, dass die den Zeichenkanälen der Antennen zugeführten Zeichen verschiedener Frequenz zum Modulieren der von den Antennen empfangenen Trägerzeichen verwendet werden, wobei Mittel vorgesehen sind, um diejenigen Modulationskomponenten der auf diese Weise modulierten Trägerzeichen auszuwählen und miteinander zu kombinieren, welche nur für eine sich über einen gegebenen Winkelbereich stetig und periodisch ändernde Empfangsrichtung gleichphasig sind.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, mit einer Kathodenstrahlröhre, als Indikatororgan, gekennzeichnet durch Mittels zum Steuern des Kathodenstrahles dieser Röhre durch die sich aus der Modulation der empfangenen Zeichen ergebenden Modulationskomponenten und mIttel zum synchron mit der Änderung der sich durch die Kombination der genannten Modulationskomponenten ergebenden Empfangsrichtcharakteristik erfolgenden Ablenkung des Kathodenstrahles.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch Mittel zuer Erzeugung von vorzugsweise sägezahnfömigen Ablenkspannungen zum Ablenken des Kathodenstrahles und zum Synchronisieren dieser Spannungen durch die zum Modulieren der emp- fangenen reflektierten Zeichen dienenden Modulierzeichen.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch Mittel zur Erzeugung der Ablenkspannung in der Weise, dass die einzelnen Abtastperioden des Kathodenstrahles zu den Zeitpunkten beginnen, in welchen die sich aus der Kombination der Modulationskomponenten der empfangenen reflektierten Zeichen ergebende Richtung der höchsten Empfangsempfindlichkeit den kleinsten Winkel mit der die Antennen miteinander verbindenden Geraden einschliesst.

16. Einrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch Mittel zur Verzögerung der synchronisierten Bewegung des Kathodenstrahles entsprechend dem Zeitunterschied zwischen dem Ausstrahlen des Zeichens un dem Empfang des reflektierten Zeichens.

17. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 10, zur Bestimmung des Ortes eines ausgestrahlten Zeichen reflektierenden Gegenstandes im Raume, gekennzeichnet durch Mittel zur Erzeugung eines eine periodische Abtastbewegung ausführenden Zeichenstrahles durch Zuführung von Zeichen vorbestimmter Frequenz zu zumindest einer der Antennen und von Zeichen einer anderen Frequenz zu zumindest einer anderen Antenne, Mittel zum Modulieren des vom gesuchten Gegenstand reflektierten und von einer Antenne empfangenen Zeichen mit einem Modulierzeichen, dessen Frequenz verschieden von derjenigen des der erstgenannten einen Antenne zugeführten, ausgesandten Zeichens ist, sowie zum Modulieren des vom gesuchten Gegenstand reflektierten und von einer anderen Antennen empfangenen Zeichens mit einem Modulierzeichen, dessen Frequenz sich von der

Frequenz des der erstgenannten anderen Antenne zugeführten, ausgesandten Zeichens derart unterscheidet, dass sich aus der Modulation der empfangenen Zeichen Modulationskomponenten ergeben, welche nur für eine sich synchron mit der Abtastbewegung des ausgesandten Zeichenstrahles ändernde Empfangsrichtung gleichphasig sind, sowie durch Mittel zum kombinieren dieser Modulationskomponenten.

18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Frequenzunterschied zwischen den zum Modulieren der von irgend einem Paar benachbarter Empfangsantennen empfangenen reflektierten Zeichen verwendeten Modulierzeichen zumindest gleich dem Frequenzunterschied zwischen den irgend einem Paar benachbarter Sendeantennen zugeführten Zeichen ist.

19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Frequenzunterschied zwischen den zum Modulieren der von irgend einem Paar benachbarter Empfangsantennen empfangenen reflektierten Zeichen verwendeten Modulierzeichen das Doppelte des Frequenzunterschiedes zwischen den irgend ein Paar benachbarter Sendeantennen zugeführten Zeichen ist.

20. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 - 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Reihe der Empfangsantennen senkrecht zu der Reihe der Sendeantennen steht.

21. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 - 20, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Sendeantennen mit grösserer Energie erregt wird, als die anderen und die Empfangsmittel, welche in ihrer Stellung mit dieser Antenne verbundenen Sendemitteln entsprechen würden, fortgelassen sind.

22. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 17 - 21, gekennzeichnet durch einen gemeinsamen Trägerzeichen- generator zur Erzeugung aller ausgestrahlten Zeichen und Modulierzeichen, sowie durch Mittel zum Modulieren der Schwingungen dieses Generators in der Weise, dass eine den einzelnen Sendeantennen zuzuführende Gruppe von Modulationskomponenten verschiedener Frequenzen und eine andere, zum Modulieren der empfangenen reflektierten Zeichen geeignete Gruppe von Modulationskomponenten verschiedener Frequenz entsteht.

23. Einrichtung nach Anspruch 22, bei der die vom gemeinsamen Trägerzeichengenerator erzeugten modulierten Schwingungen in eine höhere Frequenzlage umgesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Modulationskomponenten des sich bei der Umsetzung ergebenden oberen Frequenzbandes den Sendeantennen zugeführt und diejenigen des unteren Seitenbandes zum Modulieren der empfangenen reflektierten Zeichen verwendet werden.

24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 22 - 23, gekennzeichnet durch Mittel zum Verschieben der Phase der zum Modulieren der empfangenen reflektierten Zeichen verwendeten Zeichen im Verhältnis zur Phase der ausgestrahlten Zeichen.