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Publication number: DER0016760MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 1. Juni 1955 Bekanntgemacht am 16. August 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Es ist bekannt, die z. B. während des drahtlosen Fernsprechbetriebes auf UKW zwischen einem Luftfahrzeug und einer empfangenden Bodenstation ausgestrahlten Wellen zur Peilung heranzuziehen. Man bedient sich zu diesem Zweck meist ortsfester Dipolsysteme als Antenne, bei denen jeweils zwei Dipolarme in gekreuzter Anordnung Verwendung finden. Die von derartigen Dipolsystemen empfangenen Schwingungen werden unter Zuhilfenahme umlaufender Peil-Goniometer bisher mittels Braunscher Röhren geometrisch abgebildet, d. h. der jeweilige Azimut erscheint auf dem Röhrenschirm als Fahrstrahl gegenüber einer Bezugsrichtung (z. B. Geographisch- oder Magnetisch-Nord). Diese Abbildung ist üblicherweise das Ergebnis einer Phasendifferenzmessung zwischen zwei gleichfrequenten Wechselspannungen von derjenigen Frequenz, mit der das mechanisch oder elektronisch arbeitende Peil-Goniometer umläuft. Die eine dieser Wechselspannungen (Peilschwingung) wird durch Demodulation der verstärkten und gegebenenfalls frequenzumgesetzten Hochfrequenzspannung gewonnen, die das Goniometer abgibt. Sie steht phasenmäßig in einer linearen Beziehung zur Einfallsrichtung der elektromagnetischen Strahlung des Senders. Die andere Wechselspannung wird derjenigen Stromquelle entnommen, die den Umlauf des Goniometers steuert (Bezugsschwingung). Bei geeigneter Wahl der Phasenlage der Bezugsschwingung ist der Peilazimut unmittelbar gleich der Phasendifferenz beider Spannungen in Winkelgraden.

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Das im vorstehenden geschilderte bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß bei einer nur kurzen Nachrichtenübermittlung vom Luftfahrzeug zur ,· Bodenstation der. erwähnte Fahrstrahl ebenfalls lediglich kurzzeitig auf dem Röhrenschirm erscheint und demzufolge womöglich in seiner Lage nicht genügend genau bestimmbar ist. Darüber hinaus vermag dieses Verfahren nicht Ungenaüigkeiten zu berücksichtigen, die sich durch die

ίο Wellenausbreitung ergeben können und schließlich ist auch eine Registrierung des Azimutbetrages nicht möglich.

Diese Nachteile sind durch das erfindungsgemäße Verfahren zur Anzeige der Winkellage eines Senders hochfrequenter, elektrischer Schwingungen zu einer Empfangsstation, insbesondere des Azimuts eines sendenden Luftfahrzeuges in bezug auf eine empfangende Bodenstation, wobei der jeweilige Azimutbetrag als Phasendifferenz einer mit einem umlaufenden Peil-Goniometer erlangten Modulationsschwingung und einer Bezugsschwingung auftritt, dadurch behoben, daß mittels einer Zähleinrichtung eine elektronische Kurzzeitmessung vorgenommen wird, bei der die zwischen gleichen aufeinanderfolgenden Phasenzuständen der beiden

>.-.·: Schwingungen ablaufende Zeitspanne durch die Zahl der im gleichen Intervall vorhandenen Schwingungen eines Normalfrequenzgenerators bestimmt wird. In besonderer Ausgestaltung der Erfindung

können als gleiche aufeinanderfolgende Phasenzustände der beiden Schwingungen deren Nulldurchgänge dienen. Hierbei werden von den beiden Wechselspannungen, deren Phasendifferenz den Peilazimut ergibt, im Augenblick ihres Durchg^anges durch den Amplitudenwert Null Impulse erzeugt, deren Flankenanstiegszeit gegenüber der Dauer einer Gesamtperiode klein ist. Das Zeitintervall zwischen einem Impuls der Bezugsschwingung und dem je nach Größe des Peilazimuts in kleinerem oder größerem Zeitabstand folgenden Impuls der Peilschwingung wird durch Schwingungen einer gegenüber der Goniometerumlauffrequenz wesentlich höheren Frequenz ausgefüllt, die von der Zähleinrichtung eines elektronischen Zählers bestimmt wird.

Es ist dabei zweckmäßig, diese Normal- oder Zählfrequenz f_z. so zu wählen, daß eine Schwingung beispielsweise i° des Peilazimuts entspricht. Dies ist dann der Fall, wenn die Bedingung

fz - 360 -fg... · (1)

erfüllt ist, wobei f_g die Umlauffrequenz des Goniometers ist. Für Peilanlagen, bei denen eine Genauigkeit von V₁₀ ⁰ sinnvoll erscheint, wird zweckmäßig eine Zählfrequenz von

f_z=36oo-f_g... (2)

gewählt, so daß die Zähleranzeige dann das Peilergebnis in Zehntelgrad angibt.

Weitere Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung sind in der nachstehenden Beschreibung an Hand der Zeichnung erläutert, in der ein Ausführungsbeispiel schematisch wiedergegeben _: ist. Insbesondere läßt die Zeichnung erkennen, wie das erfindungsgemäße Verfahren neben dem in der Beschreibungseinleitung geschilderten bekannten Verfahren der Gewinnung eines Fahrstrahles auf dem Schirm einer Braunschen Röhre Verwendung finden kann.

Nach der Zeichnung ist das aus den beiden gekreuzten Dipolpaaren ϊ und 2 nebst der zentralen Seitenkennungsantemne 3 bestehende und z. B. nach Geographisch-Nord (vgl. den mit N bezeichneten Pfeil) orientierte Dipolsystem bei der Bodenstation ortsfest angeordnet. Mit ihm ist in üblicher Weise das Peil-Goniometer 4 fest verbunden, das die ortsfesten Statoren 5 bis 8 und den um die Achse 9 umlaufenden Abnehmer 10 aufweisen kann. Für das Goniometer ist hier also beispielsweise das kapazitive Prinzip zugrunde gelegt.

Die dem Goniometer 4 entnommene Hochfrequenzspannung, die durch Modulation der z. B. von einem sendenden Luftfahrzeug ausgestrahlten Frequenz mit der Goniometerumlauffrequenz erhalten wird, wird nach entsprechender Verstärkung dem Demodulator 11 zugeführt. Die Phasendifferenz der am Ausgang dieses Demodulators 11 anstehenden Schwingung wird auf dem Röhrenschirm 12 des - Sichtanzeigegerätes 13 in der eingangs geschilderten bekannten Weise gegenüber einer der Spannungsquelle des Peil-Goniometers 4 unmittelbar entnommenen Bezugsschwingung als Fahrstrahl 14 dargestellt.

Läßt man nun die Umlauffrequenz des Goniometers 4 über die Leitung 15 im Sinne der Erfindung auch noch auf die z. B. elektronisch wirkende Schaltvorrichtung 16 einwirken, auf die über die Leitung 17 weiterhin die am Ausgang des Demodulators 11 anstehende Schwingung zur Einwirkung gebracht wird, dann ist die Verbindungsleitung 18 zwischen dem Normalfrequenzgenerator 19 und der Zählanordnung 20 jeweils für eine solche Zeitspanne geschlossen, wie sie dem Betrag des Azimuts in Winkelgraden entspricht. Die Zählanordnung 20 für die während dieser Zeitspanne gelieferten Schwingungen des Normalfrequenzgenerators 19 besteht dabei aus jeweils so vielen elektronischen Zählröhren, wie mit Hilfe der Zahlenrollen 21 bis 23 Dekaden des Winkelbetrages wiedergegeben werden sollen. Jedes Zählrohr, z.B. 24, arbeitet über ein Doppeltriodensystem 25 auf einen Schalter 26 eines Motorstromkreises 27, der einen Schaltarm 28 und gleichzeitig eine Zahlenwalze 21 so lange verstellt, bis ein dadurch an der Wider-Standsserie 29 abgegriffener Spannungswert die Spannung der Röhre 24 kompensiert und dadurch eine weitere Beaufschlagung des Motorkreises 27 durch öffnung des Schalters 26 unterbindet. Die Röhren 30 und 31 wirken mit entsprechenden, in der Zeichnung nicht dargestellten Doppeltrioden und ebenfalls in der Zeichnung nicht wiedergegebenen Motorstromkreisen über die Stufenschalter 32 und 33 in völlig gleicher Weise auf die anderen Dekaden entsprechenden Zahlenwalzen 22 und 23 ein.

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Werden mit den Zahlenwalzen 21 bis 23 über die mechanischen Verbindungen 34 bis 36 die Druckwalzen 37 bis 39 eines Druckwerkes 40 verbunden, so lassen sich auf einem Registrierstreifen 41, zu dessen Rand ein Zeitmaßstab parallel laufen kann, die auf den Dekadenwalzen 21 bis 23 angezeigten Ziffern aufdrucken und somit jederzeit reproduzierbar halten. Das Peilergebnis liegt dadurch auch nach Beendigung der Peilung noch vor.

Eine Steigerung der Genauigkeit läßt sich dadurch erzielen, daß die geschilderte Zählung nicht nur einmal, sondern je nach den Betriebserfordernissen 10- oder sogar ioomal hintereinander selbsttätig durchgeführt wird. Da die Schwankungen in der Peilung in den meisten Fällen statistisch streuen, ergibt sich so eine Verringerung der Schwankungsfehler auf etwa ein Drittel bzw. ein Zehntel des Einzelpeilungswertes.

Wie die vorstehende Schilderung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung zeigt, lassen sich die Anlagenbestandteile 16, 19, 20 und 40 auch an eine bereits bekannte Anordnung anbauen, die mit den Geräten 1, 4, 11 und 13 ausgestattet ist. Den Parallelbetrieb der Sichtbarmachung des Azimutwertes durch einen Fahrstrahl 14 auf dem Röhrenschirm 12 und der gleichzeitigen Wiedergabe des Azimutbetrages durch eine Zifferngruppe an den Zahlenwalzen 21 bis 23 bzw. auf einem Registrierstreifen 41 trägt dem in der Peiltechnik vielfach vorherrschenden Bedürfnis Rechnung, das Meßergebnis auf zwei verschiedene Weisen zur Verfügung zu haben.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Verfahren zur Anzeige der Winkellage eines Senders hochfrequenter elektrischer Schwingungen zu einer Empfangsstation, insbesondere des Azimuts eines sendenden Luftfahrzeuges in bezug auf eine empfangende Bodenstation, wobei der jeweilige Azimutbetrag als Phasendifferenz einer mit einem umlaufenden Peil-Goniometer erlangten Modulationsschwingung und einer Bezugsschwingung auftritt, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer Zähleinrichtung eine elektronische Kurzzeitmessung vorgenommen wird, bei der die zwischen gleichen aufeinanderfolgenden Phasenzuständen der beiden Schwingungen ablaufende Zeitspanne durch die Zahl der im gleichen Intervall vorhandenen Schwingungen eines Normalfrequenzgenerators bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß als gleiche aufeinanderfolgende Phasenzustände der beiden Schwingungen deren Nulldurchgänge dienen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch seine selbsttätig mehrfach aufeinanderfolgende Anwendung.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Wiedergabe des in der Zähleinrichtung angezeigten Peilergebnisses als geschlossene Zahlengruppe.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Verwendung eines mechanischen Zählwerks als Wiedergabevorrichtung, welches das Peilergebnis in Winkelgraden anzeigt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Drucklegung des wiedergegebenen Zahlenwertes, vorzugsweise neben einem Zeitmaßstab.
7. Die Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 zusätzlich zur üblichen oszillographischen Anzeige.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 609 579/376 8.56