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Anordnung zur Seitenbestimmung bei einem Funkpeiler nach dem Zweikanalprinzip
mit periodischer Umtastung Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Seitenbestimmung
bei einem Funkpeiler nach dem Zweikanalprinzip mit periodischer Umtastung der beiden
Kanäle vor dem Empfänger und Rückumtastung hinter dem Empfänger, vorzugsweise mit
Hilfe von Diodenschaltungen, die durch eine Impulsspannung gesteuert werden. An
den Funkpeiler soll ein entsprechendes Antennensystem, z. B. ein Kreuzrahmen, angeschaltet
sein. Natürlich kann als Antennensystem auch eine Adcockanlage, z. B. ein Sechsmastadcock
mit einem zwischengeschalteten Koordinatentransformator, vorgesehen sein. Zur Seitenkennung
wird die Spannung einer Hilfsantenne verwendet oder bei einem Adcocksystem die durch
besondere Übertragerschaltung gewonnene Rundspannung. Zur optischen Anzeige soll
ein Sichtgerät benutzt werden.
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Bei derartigen Zweikanalpeilern sollten die beiden Verstärkerkanäle
gleiche Verstärkung aufweisen. Da - dies nur sehr schwierig zu erreichen ist, hat
man bei derartigen Peilempfängern eine zusätzliche Umtasteinrichtung vorgesehen,
die z. B. den einen Rahmen des Kreuzrahmensystems periodisch an den einen und den
anderen Empfänger anschließt. Hinter den beiden Empfängern ist eine Rückumtasteinrichtung
vorgesehen, die um die Laufzeit der Empfänger verzögert arbeitet. Durch diese periodische
Umtastung erhält man auch bei ungleichen Verstärkungsfaktoren der Empfänger auf
der Anzeigeröhre ein Bild, aus dem man durch Mittelung die richtige Peilrichtung
entnehmen kann. Gegenüber anderen Zweikanalpeilanordnungen ohne Umtastung hat diese
bekannte Anordnung den Vorteil, daß man nicht bei jeder Peilung auf eine Betriebsstellung
»Eichen« stellen muß, um in dieser Betriebsstellung ein Angleichen der Verstärkungsgrade
der beiden Empfänger aneinander vorzunehmen. Die Umtastung wird heute durch Diodenschaltungen
bewirkt, die durch eine Impulsspannung gesteuert werden.
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Die mit der oben beschriebenen Peilanordnung erhaltene Anzeige ist
noch zweideutig. Um eine eindeutige Zuordnung des gepeilten Senders zu den beiden
möglichen Azimutangaben zu erhalten, muß man zusätzlich eine Seitenkennung durchführen.
Bei bisher bekannten Peilgeräten hat man hierzu einen dritten Verstärkungskanal
vorgesehen und die Hilfsantennenspannung über diesen Kanal der Hellsteuerelektrode
der Anzeigeröhre zugeführt. Bei Aufschaltung der Hilfsantennenspannung auf die Hellsteuerelektrode
entstand dann an Stelle des Leuchtstriches, der einen Durchmesser des Anzeigeschirms
darstellt, nur ein Leuchtstrich, der einem Radius des Anzeigeschirms entspricht.
Hierdurch ist die Peilung eindeutig geworden. Allerdings benötigt man bei dieser
Seitenkennungsanordnung einen dritten Kanal mit den gleichen Eigenschaften wie die
beiden bereits notwendigen Kanäle. Es ist einzusehen, daß diese Seitenkennungsanordnung
einen relativ großen Aufwand benötigt.
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Um den Aufwand für einen dritten Kanal zu vermeiden, hat man in einer
anderen bekannten Seitenkennungsschaltung zusätzlich ein Goniometer vorgesehen.
Auf die Suchwicklung des Goniometers wird hier die Hilfsantennenspannung gegeben.
Die Welle des Goniometers ist mit einem vor der Anzeigeröhre drehbaren Ableselineal
derart mechanisch gekuppelt, daß im Falle der Übereinstimmung des Leuchtstrichs
der Anzeigeröhre mit dem Ableselineal an den Klemmen der beiden Feldwicklungen des
Goniometers immer zwei Spannungen entstehen, deren Verhältnis dem Verhältnis der
Sinus- und Kosinuskomponenten der Peilspannung entspricht. Diese Komponenten der
Hilfsantennenspannung werden zusätzlich zu den Peilspannungskomponenten auf die
Empfängereingänge gegeben und bewirken je nach ihrer Phasenlage eine Verlängerung
(gleichphasig) oder Verkürzung (gegenphasig) des Leuchtstrichs auf der Anzeigeröhre.
Zusätzlich muß ein Schalter zur Anderung der Phase der Hilfsantennenspannung um
1800 vorhanden sein. Durch Umschaltung kann man die Schalterstellung, bei der z.
B. eine Peilstrichverlängerung auftritt, ermitteln. Den beiden Schalterstellungen
sind auf dem Ableselineal Kennungen zugeordnet, so daß mit Hilfe der Schalterstellung
die richtige Peilrichtung ermittelt werden kann. Bei dieser Anordnung zur Seitenkennung
wird zwar der dritte Kanal gespart, aber trotzdem ist ein relativ großer Aufwand
nötig, so ein Goniometer, das mechanisch mit dem Ableselineal vor der Röhre gekuppelt
sein muß. Auch muß zur Seitenbestimmung die Einstellung des Ableselineals immer
genau mit der Peilanzeige auf
der Anzeigeröhre übereinstimmen, was
in vielen Fällen wegen der schwankenden Anzeige recht schwierig ist. Außerdem ist
zur Ablesung der richtigen Seite ein mehrfaches, mindestens zweifaches Umschalten
notwendig, um zu erkennen, in welcher Stellung eine Verlängerung bzw. Verkürzung
auftritt. Zur Umschaltung benötigt man außerdem Zeit, was in vielen Fällen naturgemäß
nicht erwünscht ist.
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Es ist außerdem eine Seitenkennungsanordnung vorgeschlagen, bei der
einer der beiden Empfangskanäle zwischen Umtasteinrichtung und Empfänger und zwischen
Empfänger und Rückumtasteinrichtung zur Seitenkennung aufgetrennt wird. Auf den
Eingang dieses aufgetrennten Empfangskanals wird die Hilfsantennenspannung gegeben.
Die Ausgangsspannung dieses Kanals wird der Hellsteuerelektrode der Anzeigeröhre
zugeführt. Durch diese Seitenkennungsanordnung erhält man auf der Anzeigeröhre an
Stelle des Leuchtstrichs in Peilrichtung eine senkrechte und eine waagerechte Strichanzeige,
durch welche der Quadrant, in der die richtige Peilrichtung liegt, gekennzeichnet
ist.
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Bei einer anderen vorgeschlagenen Möglichkeit zur Seitenkennung wird
der eine Empfangskanal abgetrennt und die Hilfsantennenspannung zusätzlich vor der
Umtasteinrichtung den Peilspannungen überlagert. Auf der Anzeigeröhre erhält man
in diesem Fall in der Schaltstellung, bei der nur der eine Kanal aufgetrennt ist,
die Anzeige eines Kreuzes, bestehend aus einem vertikalen und horizontalen Leuchtstrich.
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Wird nun zusätzlich die Hilfsantennenspannung der Peilspannung überlagert,
so verlängern oder verkürzen sich je nach Phasenlage die Balken des angezeigten
Kreuzes. Auch hier ist eine Umpolung der Hilfsantennenspannung möglich, so daß nach
einmaliger Vereinbarung aus der Schalterstellung die richtige Seite erkannt und
abgelesen werden kann.
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Allerdings ist bei den beiden vorgeschlagenen Seitenkennungsanordnungen
keine direkte Azimutanzeige in der Schalterstellung »Seitenkennung« vorhanden.
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Zweck der Erfindung ist es, eine Seitenkennungsanordnung zu schaffen,
die eine gleich gute Anzeige wie beim Vorhandensein eines dritten Kanals liefert,
ohne daß dabei zusätzliches, mehrmaliges Umschalten notwendig ist, bei der also
die eine Hälfte des Leuchtstrichs dunkelgesteuert wird, bei der aber trotzdem der
große Aufwand eines dritten Kanals erspart bleibt.
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Die erfindungsgemäße Anordnung zur Seitenkennung ist dadurch gekennzeichnet,
daß in der Schaltstellung »Seitenkennung« hinter der Umtasteinrichtung Mittel zur
Einkopplung der mit der Peilspannung gleichphasigen Hilfsantennenspannung in einem
Empfangskanal und der mit der Peilspannung gegenphasigen Hilfsantennenspannung in
den anderen Empfangskanal wirksam sind, daß die Ausgänge der Rückumtasteinrichtung
in dieser Schaltstellung über Demodulationsglieder und gegebenenfalls Niederfrequenzverstärker
an das Anzeigegerät angeschaltet sind, wobei die Spannung des einen Kanals noch
um 1800 in der Phase gedreht wird, und daß Mittel zur Aufschaltung der zur Umtastung
benötigten Impulsspannung auf die Hellsteuerelektrode des Anzeigegeräts vorgesehen
sind.
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung soll an einem Ausführungsbeispiel
an Hand der Zeichnung näher erklärt werden. In der Fig. 1 ist der Aufbau eines Zweikanalpeilers
mit der erfindungsgemäßen Seitenkennungsanordnung dargestellt. Das Antennensystem
der Peilanlage besteht aus den zwei
um 900 gegeneinander gekreuzten Rahmen 1 und
2 sowie der Hilfsantenne 3. Die Spannungen der beiden Rahmen 1 und 2 werden einer
Umtasteinrichtung 4 zugeführt. Diese schaltet beispielsweise im einen Augenblick
den Rahmen 1 an den oben gezeichneten Empfangskanal, während dieser Rahmen im nächsten
Augenblick an den unten eingezeichneten Empfangskanal geschaltet wird. In der entgegengesetzten
Reihenfolge wird der Rahmen 2 an die beiden Empfangskanäle angeschaltet. Die beiden
Ausgänge der Umtasteinrichtung sind an Übertrager 5 und 6 angeschaltet, deren Ausgänge
mit den Empfängern 7 und 8 verbunden sind. Die Ausgänge der beiden Empfänger 7 und
8 sind mit der Rückumtasteinrichtung 9 verbunden, die um die Laufzeit der Empfangskanäle
verschoben die beiden Kanäle rückumtastet, so daß am Ausgang der Rückumtastung 9
der Zustand vor der Umtasteinrichtung 4 wieder hergestellt wird.
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Die Umtasteinrichtung 4 und die Rückumtasteinrichtung 9 bestehen aus
an sich bekannten Diodenschaltungen, die durch den Impulsgenerator 10 entsprechend
gesteuert werden. In der im Augenblick zu betrachtenden Schaltstellung »Peilen«
liegt der gemeinsame Schalter 11 in der gestrichelt gezeichneten Schaltstellung.
Die Ausgänge der Rückumtasteinrichtung 9 sind in dieser Schaltstellung mit den beiden
Anzeigesystemen der Anzeigeröhre 12 verbunden. Dem Rahmen 1 ist dabei das vertikale
Ablenksystem zugeordnet, während dem Rahmen 2 das horizontale Ablenksystem zugeordnet
ist.
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In der Schaltstellung »Seitenkennung« wird der gemeinsame Schalter
11 in die ausgezogen dargestellte Schaltstellung gelegt. In dieser Schaltstellung
ist die Hilfsantenne 3 über das Phasendrehglied 13, welches eine Phasendrehung um
900 bewirkt, mit den beiden Tertiärwicklungen 14 und 15 der tibertrager 5 und 6
verbunden. Die Anordnung ist dabei derart getroffen, daß z. B. im oberen Kanal die
mit der Peilspannung gleichphasige Hilfsantennenspannung eingekoppelt wird, während
im unteren Kanal eine um 1800 in der Phase gedrehte, also zu der Peilspannung gegenphasige
Hilfsantennenspannung eingekoppelt wird. Die Ausgänge der Rückumtasteinrichtung
9 sind nunmehr mit zwei Gliedern 16 und 17 verbunden, die die Ausgangsspannung gleichrichten,
den nach der Gleichrichtung noch vorhandenen Gleichspannungsanteil beseitigen und
eventuell eine Verstärkung der übrigbleibenden Niederfrequenzspannung bewirken.
Die Ausgänge dieser Glieder 16 und 17 werden dann an die Ablenksysteme der Anzeigeröhre
12 in entsprechender Weise angeschaltet. Zusätzlich ist in einem der Kanäle (in
Fig. 1 im unteren Kanal) ein Phasendrehglied 18 vorgesehen. Dieses ist notwendig,
um die vorn vorgenommene gegenphasige Einspeisung der Hilfsantennenspannung mit
Hilfe der Tertiärwicklung 15 wieder rückgängig zu machen. In der Praxis ist ein
besonderes Glied 18 nicht notwendig, da man bei Vorhandensein eines Niederfrequenzausgangsübertragers
auf dessen Sekundärseite eine entsprechende Umpolung vornehmen kann. Außerdem wird
noch in der Schaltstellung »Seitenkennung«, wie durch einen eingezeichneten Schalter
dargestellt, die Ausgangsspannung des Impulsgenerators 10 der Hellsteuerelektrode
19, z. B. dem Wehneltzylinder, der Anzeigeröhre 12 zugeführt. Auf der Anzeigeröhre
wird nun ein Radius geschrieben, der die tatsächliche Peilrichtung angibt. Das Zustandekommen
dieser Anzeige -soll an Hand der Fig. 2 beschrieben werden.
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In der Schaltstellung »Peilen« arbeitet des Peilsystem wie bereits
bekannte Peilsysteme. In der
Schaltstellung »Seitenkennung« wird
die Hilfsantennenspannung über die Tertiärwicklungen 14 und 15 den Peilspannungen
überlagert, und zwar im einen Kanal gleichphasig, im anderen gegenphasig.
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Betrachtet man z. B. die vom Rahmen 1 herkommende Spannung unter der
Annahme des Einfallwinkels 450 am Ausgang der Rückumtasteinrichtung 9, so hat diese
in der Schaltstellung » Peilen« den in der Fig. 2 a zwischen Null und t1 dargestellten
Verlauf.
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Wird nun im Zeitpunkt t1 in der Schaltstellung »Seitenkennung« umgeschaltet
und der Rahmen 1 liegt in diesem Augenblick über der Rückumtasteinrichtung 4 am
Empfänger 7, so wird der Peilspannung die gleichphasige Hilfsantennenspannung überlagert,
so daß sich der zwischen t1 und t2 gezeichnete Spannungsverlauf ergibt. Im darauffolgenden
Schaltzustand der Umtasteinrichtung 4 ist der Rahmen 1 über die Umtasteinrichtung
mit dem Empfänger 8 verbunden. In dieser Schaltstellung wird die Hilfsantennenspannung
gegenphasig iiberlagert, so daß der zwischen t2 und t3 dargestellte Spannungsverlauf
entsteht. Es wiederholt sich nunmehr weiterhin der zwischen t1 und t2 bzw. t2 und
t3 dargestellte Spannungsverlauf. Die Peilspannung des Rahmens 1 erscheint in der
Schaltstellung »Seitenkennung« impulsmoduliert, wobei die Impulsfolgefrequenz der
Umschaltfrequenz der Umtasteinrichtung 4 bzw. der Rückumtasteinrichtung 9 entspricht.
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Betrachtet man für dasselbe Zeitintervall von Null bis t3 den Spannungsverlauf
des Rahmens 2, so erhält man den in der Fig. 2 b dargestellten Spannungsverlauf.
Infolge des angenommenen Einfallwinkels von 450 sind die Amplituden der unmodulierten
Spannungen gleich groß. Dagegen erscheint diese Spannung mit einer Spannung moduliert,
die gegenüber der modulierenden in Fig. 2a um 1800 versetzt ist. In den Gliedern
16 und 17 entstehen durch die Demodulation zuerst die in den Fig. 2 c und 2d dargestellten
Spannungsverläufe. In den gleichen Gliedern werden schließlich die Gleichstromanteile
beseitigt, so daß am Ausgang dieser Glieder ein Spannungsverlauf abgenommen werden
kann, der mit 2e und 2f bezeichnet ist. Diese beiden in den Fig. 2e und 2f dargestellten
Spannungsverläufe sind noch gegenphasig. Daher wird die Spannung 2f noch in der
Phase mit Hilfe des Gliedes 18 um 1800 gedreht, und man erhält somit am Ausgang
nun zwei gleichphasige Spannungen, die in den Fig. 2g und 2h dargestellt sind, die
den Ablenksystemen der Anzeigeröhre 12 zugeführt werden und dort einen Leuchtstrich
unter 450 gemäß der Einfallrichtung aufschreiben. Man gibt zusätzlich noch die Ausgangsspannung
des Impulsgenerators 10 auf die Hellsteuerelektrode 19 der Anzeigeröhre 12 und steuert
die
Anzeigeröhre in den Zeiten dunkel, in denen eine negative Spannung anliegt. Beim
Aufbau des Gerätes muß einmal eine richtige Zuordnung getroffen werden.
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Damit erscheint also tatsächlich auf der Anzeigeröhre ein als Radius
des Anzeigeschirms ausgebildeter Leuchtstrich, der in die wahre Peilrichtung zeigt.
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Entsprechende Betrachtungen kann man natürlich auch für andere Peilrichtungen
vornehmen. Man kommt immer zu dem Ergebnis, daß der angezeigte Radius in der wahren
Peilrichtung liegt.
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Gegenüber den beiden vorgeschlagenen Seitenkennungsanordnungen erhält
man bei dieser Seitenkennungsanordnung eine Anzeige, die auch bei der Schaltstellung
»Seitenkennung« in der wahren Peilrichtung liegt. Gegenüber der Seitenkennungsanordnung
mit einem dritten Kanal, aber auch gegenüber der Anordnung, bei der ein Goniometer,
welches mechanisch mit dem Ableselineal gekuppelt ist, notwendig ist, ist die erfindungsgemäße
Seitenkennungsanordnung weit weniger aufwendig. Hier benötigt man nur zwei relativ
billige NF-Teile. Außerdem ist hier bei Umschaltung auf Seitenkennung sofort die
richtige Seite bestimmt, während sie bei der Methode mit Hilfe des Goniometers erst
durch mehrmaliges Umschalten ermittelt werden muß. Die erfindungsgemäße Anordnung
ist somit gegenüber der bekannten durchaus vorteilhaft.