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DE1246051B - Method for finding short-term incident electromagnetic waves, such as those that occur in thunderstorm lightning - Google Patents

Method for finding short-term incident electromagnetic waves, such as those that occur in thunderstorm lightning

Info

Publication number
DE1246051B
DE1246051B DE1964T0026867 DET0026867A DE1246051B DE 1246051 B DE1246051 B DE 1246051B DE 1964T0026867 DE1964T0026867 DE 1964T0026867 DE T0026867 A DET0026867 A DE T0026867A DE 1246051 B DE1246051 B DE 1246051B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
thunderstorm
antenna
distance
incidence
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE1964T0026867
Other languages
German (de)
Inventor
Dr Rer Nat Hans Volland
Guenter Heydt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Telefunken Patentverwertungs GmbH
Original Assignee
Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Telefunken Patentverwertungs GmbH filed Critical Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority to DE1964T0026867 priority Critical patent/DE1246051B/en
Publication of DE1246051B publication Critical patent/DE1246051B/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/14Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01WMETEOROLOGY
    • G01W1/00Meteorology
    • G01W1/16Measuring atmospheric potential differences, e.g. due to electrical charges in clouds

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
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  • Ecology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. CL:Int. CL:

GOIsGOIs

Deutsche El.: 21 a4 - 48/01 German El .: 21 a4 - 48/01

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Äuslegetag:
Number:
File number:
Registration date:
Lay-out day:

T26867IXd/2ia4
22. August 1964
3. August 1967
T26867IXd / 2ia4
22nd August 1964
3rd August 1967

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Peilung von kurzzeitig einfallenden elektromagnetischen WeI^ len, deren Energie in einem breiten Frequenzband liegt. Derartige kurzzeitig einfallende elektromagnetische Wellen treten z. B: im Zusammenhang mit Gewitterblitzen auf. Für die Peilung wird ein gekreuzteSj 360° Azimut umfassendes Richtantennensystem sowie eine Antenne mit Kreisdiagramm verwendet. The invention relates to a method for direction finding of briefly incident electromagnetic waves len, the energy of which lies in a wide frequency band. Such briefly incident electromagnetic Waves occur z. B: related to Thunderstorm lightning. A crossed directional antenna system comprising 360 ° azimuth is used for the bearing as well as an antenna with a pie chart.

Zur Peilung- von Gewitterblitzeil oder sonstigen atmosphärischen Störungen ist es bekannt, ein rotierendes Antennensystem mit zwei senkrecht gekreuzten Rahmenantennen und eine Stabantenne zur Seitenbestimmung zu verwenden. Die Ausgangsspannung der einen Rahmenantenne wird einem »Schreibverstärker« zugeführt, während die Eingangsspannuhg der anderen Rahmenantenne einem sogenannten Sperrverstärker zugeführt wird. Hierdurch wird erreicht^ daß das Peilsystem nur auf atmosphärische Störungen anspricht, die aus der Richtung einfallen, die der jeweiligen Stellung der an den Schreibverstärker angeschalteten. Antenne entspricht. Eine synchron zuf Antennenrotation über das Registrierpapier bewegte Schreibfeder registriert die atmosphärischen Störungen als Punkte.Die Registrierung gestattet einen Überbliek über die Einfallsriehtungen der Störungen in Äbhän- · gigkeit von der Zeit. Diesem bekannten System haftet jedoch der wesentliche Naehteil an; daß nur ein Bruchteil der atmosphärischen Störungen registriert wird, da eine Registrierung nur dann zustande kommt, Wenn die Antenne beim Auftreten der Störung in die entsprechende Richtung ausgerichtet ist. Außerdem ist bei diesem bekannten Verfahren eine Beurteilung der Amplitudengröße praktisch kaum möglich.For direction finding of thunderstorm lightning or other atmospheric disturbances it is known a rotating antenna system with two vertically crossed Loop antennas and a rod antenna for determining the sides to use. The output voltage of one loop antenna is fed to a "write amplifier" fed, while the input voltage of the other loop antenna to a so-called Blocking amplifier is supplied. This ensures that the bearing system is only aimed at atmospheric Addresses disturbances coming in from the direction that of the respective position of the connected to the write amplifier. Antenna corresponds. A synchronous add The aerial rotation of the pen, moved over the recording paper, registers the atmospheric disturbances as points. Registration allows an overflow about the direction of incidence of the disturbances as a function of time. This known system is liable however, the essential part of it; that only a fraction the atmospheric disturbance is registered, since a registration only comes about if the antenna is aligned in the corresponding direction when the interference occurs. Also is with this known method an assessment of the amplitude size is practically hardly possible.

Bei einem anderen bekannten Gewitterpeiler werden zwei senkrecht gekreuzte feststehende Rahmenantennen und eine Stabantenne zur Seitenkennung benutzt. Die beiden Rahmenspanmmgen werden über nach Bettag und Phase gleiche Verstärkerungskanäle geführt und dem Ablenksystem einer Kathodenstrahlanzeigeröhre zugeführt. Die Spannung der Stabantenne wird zur Hellstetierimg benutzt. Jede atmospärische Störung wird bei diesem Verfahren auf dem Bildschirm als ein vom Nullpunkt ausgehender Strich registriert, wobei die Richtung dieses Striches die Einfallsrichtung angibt Bei kontinuierlicher Registrierung mit bewegtem Film läßt sich die Einfallsrichtung der Amplitude und der Zeitpunkt jeder einzelnen atmosphärischen Störung bestimmen. Dagegen ist bei der Registrierung mit stehendem Film über längere Zeit nur eine Ablesung des Azimuts des Gewitterherdes möglich. Eine Messung der Amplitudenver-Verf ahren zur Peilung von kurzzeitig
einfallenden elektromagnetischen Wellen,
wie sie beispielsweise
bei Gewitterblitzen auftreten
In another known thunderstorm direction finder, two vertically crossed fixed frame antennas and a rod antenna are used for side identification. The two frame lengths are routed through amplification channels that are the same according to bed day and phase and fed to the deflection system of a cathode ray display tube. The voltage of the rod antenna is used for brightness control. With this method, every atmospheric disturbance is registered on the screen as a line starting from the zero point, the direction of this line indicating the direction of incidence. On the other hand, when registering with the film stationary, only a reading of the azimuth of the thunderstorm is possible over a longer period of time. A measurement of the amplitude method for finding bearings for a short time
incident electromagnetic waves,
like them for example
occur during thunderstorm lightning

Anmelder:
Telefunken
Applicant:
Telefunken

Patentverwertungsgesellschaft m. b. H.,
Ülm/bonäu, Elisabethensir·. 3
Patentverwertungsgesellschaft mb H.,
Ülm / bonäu, Elisabethensir ·. 3

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Dr. reh nät. Hans Volland, Bonn;Dr. deer nät. Hans Volland, Bonn;

Günter Heydt, BerlinGünter Heydt, Berlin

teilung für die einzelnen Herde ist nicht hlehr möglich.division for the individual flock is not doctrinal possible.

Die Bestimmung des Ursprüngsörtes der ätindsphärischen Störung kann bei dem bekannten Verfahren dadurch bewirkt werden, daß man gleichzeitig von zwei Orten aus die atmosphärischen Störungen peilt. Für die Auswertung ist jedoch eine ständige Nachrichtenverbindung der beiden Stationen notwendig. Außerdem muß die Auswertung für jede einzelne atmosphärische Störung getrennt Vorgenommen werden. Hierdurch wird der Personalaufwand bei Verwendung derartiger Peilsysteme sehr groß.The determination of the original place of the ethereal Disturbance can be caused in the known method by simultaneously of two locations from the atmospheric disturbances. However, there is a constant communication link for the evaluation of the two stations necessary. In addition, the evaluation must be carried out separately for each individual atmospheric disturbance. As a result, the personnel expenditure when using such direction finding systems is very high.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Peilverfahren anzugeben, welches derart ausgebildet werden kann, daß einmal eine Aussage über die spektrale Verteilung der Amplituden der atmosphärischen Störungen gewonnen werdeh kann und bei dem aus den an einem Ort gewonnenen Daten auf die Entfernung des Ursprungsortes vom Peilört geschlossen werden kann.The object on which the invention is based is to provide a direction finding method which can be designed such that once a statement about the spectral distribution of the amplitudes of the atmospheric disturbances and from the data obtained at one location the distance of the place of origin from the Peilört can be inferred.

Gemäß der Erfindung wird die Information über die Einfallsrichtung der von einer atmosphärischen Störung herrührenden elektromagnetischen Wellen dadurch gewönnen, daß mit den über ein gekreuztes Richtantennensysterh sowie eine Stäbantenne mit Kreisdiagramm empfangenen kurzzeitigen Signalen Resonanzkreise gleicher Resonanzfrequenz zu Eigenschwingungen angeregt werden; die Ausgangsspäiinungen der beiden den Rahmenantennen zugeordneten Resonanzkreise werden um 90° in der Phase gegeneinander verschoben, und danach wird die Differenz aus den beiden phasenverschobenen Spannungen gewonnen; hiernach wird die DifferenzAccording to the invention, the information about the direction of incidence is that of an atmospheric Disturbance resulting electromagnetic waves accustomed that with the over a crossed Directional antenna system and a rod antenna with a pie chart received short-term signals Resonance circles with the same resonance frequency are excited to natural oscillations; the initial fraud of the two resonance circles assigned to the loop antennas are in phase by 90 ° shifted against each other, and then the difference between the two phase-shifted voltages won; hereafter the difference becomes

709 619/246709 619/246

zwischen der Phase der Differenzspanmmg und der Phase der von der Antenne mit Kreisdiagramm ausgelösten Spannung gemessen und in Form · einer Gleichspannung dargestellt. Diese Gleichspannung stellt ein Maß für den Einfallswinkel dar.between the phase of the differential voltage and the phase of that triggered by the antenna with pie chart Voltage measured and represented in the form of a direct voltage. This DC voltage represents a measure of the angle of incidence.

Das erfindungsgemäße Peilverfahren soll an Hand des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 näher erläutert werden. Es sind zwei senkrecht zueinander stehende Rahmenantennen 1 und 2 sowie als Antenne mit Kreischarakteristik'eine Stabantenne 3 vorgesehen. Die Ausgangsspannungen dieser drei Antennen ergeben sich aus den folgenden Gleichungen:The direction finding method according to the invention will be explained in more detail using the exemplary embodiment in FIG. 1 will. There are two vertical frame antennas 1 and 2 as well as an antenna Kreischarakteristik'eine rod antenna 3 is provided. The output voltages of these three antennas result from the following equations:

Ausgangsspannung der einen RahmenantenneOutput voltage of one loop antenna

= C1 = C 1

dfdf

(D(D

Ausgangsspannung der anderen RahmenantenneOutput voltage of the other loop antenna

(2)(2)

= C1^- sin φ. = C 1 - ^ - sin φ.

didi

Ausgangsspannung der Stabantenne
uz=Cz- g(<) = Cs-Z0- ö(*> ·
Output voltage of the rod antenna
u z = C z - g (<) = Cs-Z 0 - ö (*>

(3)(3)

In diesen Gleichungen bedeutet 5(t) die zeitabhängige Größe des'Vektors der magnetischen Feldstärke der atmosphärischen Störung, S ^ die zeitabhängige Größe des Vektors der elektrischen Feldstärke, Z0 den Feldwiderstand des freien Raumes = 120 πΩ,φ den Winkel zwischen der Rahmenebene der x-Antenne und der Einfallsrichtung der atmosphärischen Störung und C1 und C2 Antennenkonstanten. Die Spannungen ux, % und uz werden Schwingkreisen 4, 5 und 6 mit einer Resonanzfrequenz ω0 von z. B. 10 kHz zugeführt; am Ausgang der Resonanzkreise erhält man nach dem Abklingen der atmosphärischen. Störung folgende Spannungen:In these equations, 5 (t) means the time-dependent magnitude of the vector of the magnetic field strength of the atmospheric disturbance, S ^ the time-dependent magnitude of the vector of the electric field strength, Z 0 the field resistance of free space = 120 πΩ, φ the angle between the frame plane of the x antenna and the direction of incidence of the atmospheric disturbance and C 1 and C 2 antenna constants. The voltages u x , % and u z are resonant circuits 4, 5 and 6 with a resonance frequency ω 0 of z. B. 10 kHz supplied; at the exit of the resonance circles one receives after the decay of the atmospheric ones. Disturbance of the following voltages:

; · cos ψ ■ sin (GJ0 1 + α) e T ,; Cos ψ ■ sin (GJ 0 1 + α) e T ,

— C3 - C 3

=- C4 = - C 4

I - sin φ ■ sin (<»„ t + cc) ■ e T , I - sin φ ■ sin (<»" t + cc) ■ e T ,

sinsin

«)-e T , «) -E T ,

ρ)ρ)

Die Größen C3 und C4 berücksichtigen die Schwingkreisdaten sowie die Konstanten C1 und C2 und Z0. T ist die Abklingzeitkonstante der Schwingkreise, die groß gegenüber der Dauer der atmosphärischen Störung sein muß. Die Größe g(o)0) ist der Betrag der spektralen Amplitude der atmosphärischen Stoning bei der Kreisfrequenz a>0, oc ist der Phase der spektralen Amplitude proportional. Die Spannungen Unx und uuy werden in den Gliedern 7 und 8 um 90° gegeneinander verschoben. Im Glied 9 wird dann die Differenz dieser beiden Spannungen gebildet. Die Differenzspannung u\j, ist durch folgende Gleichung gegeben:The variables C 3 and C 4 take into account the resonant circuit data as well as the constants C 1 and C 2 and Z 0 . T is the decay time constant of the oscillating circuits, which must be large compared to the duration of the atmospheric disturbance. The quantity g (o) 0 ) is the magnitude of the spectral amplitude of the atmospheric stoning at the angular frequency a> 0 , oc is proportional to the phase of the spectral amplitude. The tensions Un x and uuy are shifted in the links 7 and 8 by 90 ° against each other. The difference between these two voltages is then formed in element 9. The differential voltage u \ j is given by the following equation:

sinsin

Der Scheitelwert der Spannung uv ist unabhängig von der Einfallsrichtung. Dagegen wird die Phase dieser Spannung direkt vom Einfallswinkel φ beeinflußt. Nach Verstärkung und Begrenzung in den Gliedern 10 und 11 wird dann die Phasendifferenz zwischen der 'Differenzspannung U9 und der vom Schwingkreis 4 herrührenden Spannung um gemessen. Diese Messung wird im vorliegenden Fall mit Hilfe eines Flip-Flops 12 mit anschließendem Tiefpaß bzw. Integrierglied 13 vorgenommen. Die Ausgangsspannung Um des Integriergliedes 13 ist proportional demThe peak value of the voltage u v is independent of the direction of incidence. In contrast, the phase of this voltage is directly influenced by the angle of incidence φ . After amplification and limitation in the limbs 10 and 11, the phase difference between the 'difference voltage U 9 and originating from the oscillating circuit 4 voltage is then measured to. In the present case, this measurement is carried out with the aid of a flip-flop 12 with a subsequent low-pass filter or integrator 13. The output voltage Um of the integrator 13 is proportional to the

ίο Einfallswinkel φ. Der Einfallswinkel wird also durch Messung bzw. Anzeige der Gleichspannung Um ermittelt. ίο angle of incidence φ. The angle of incidence is thus determined by measuring or displaying the direct voltage U m .

Ist außer der Information über die Einfallsrichtung auch die spektrale Amplitude der einfallenden Signale von Interesse, so wird zusätzlich eine Anordnung gemäß F i g. 2 verwendet. Es ist eine Stabantenne 14, die identisch mit der Stabantenne 3 sein kann, vorgesehen, deren Ausgangs signal bei Peilung von atmosphärischen Störungen über einen Tiefpaß 15 geführt wird. Dieser Tiefpaß hat die Aufgabe, Frequenzanteile von z. B. über 60 kHz zurückzuhalten, um die Bildung von Spiegelfrequenzen zu vermeiden. An den Tiefpaß schließt sich eine Mischstufe 16 mit zugeordnetem Oszillator 17 an, der beispielsweise in einem Frequenzbereich von 85 bis 130 kHz variiert . werden kann. Die Ausgangsfrequenzen der Mischstufen bewegen sich unter Voraussetzung, daß der anschließende Zwischenfrequenzverstärker 18 eine Eingangsfrequenz von 80 kHz bei 250 Hz Bandbreite aufweist, zwischen 5 und 50 kHz. Die Ausgangssignale des Zwischenfrequenzverstärkers 18 werden einem Gleichrichter 19 zugeführt, dessen Ausgangsgleichspannung U0, ein Maß für die Größe \g(m)\ beider eingestellten Empfangsfrequenz ist.If, in addition to the information about the direction of incidence, the spectral amplitude of the incident signals is also of interest, an arrangement according to FIG. 2 used. A rod antenna 14, which can be identical to the rod antenna 3, is provided, the output signal of which is passed through a low-pass filter 15 when it comes to finding atmospheric disturbances. This low-pass filter has the task of removing frequency components from z. B. hold back above 60 kHz to avoid the formation of image frequencies. The low-pass filter is followed by a mixer 16 with an associated oscillator 17 which varies, for example, in a frequency range from 85 to 130 kHz. can be. The output frequencies of the mixer stages move, provided that the intermediate frequency amplifier 18 connected has an input frequency of 80 kHz with a bandwidth of 250 Hz, between 5 and 50 kHz. The output signals of the intermediate frequency amplifier 18 are fed to a rectifier 19, the output DC voltage U 0 of which is a measure of the quantity \ g ( m ) \ of the set receiving frequency.

Um beide Werte Um und ΰω gemeinsam anzeigen zu können, wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung folgendes Anzeigeverfahren benutzt: Die Spannung Um, die ein Maß für die Einfallsrichtung der atmosphärischen Störung darstellt, wird dem einenIn order to be able to display both values U m and ΰ ω together, the following display method is used according to a development of the invention: The voltage U m , which represents a measure for the direction of incidence of the atmospheric disturbance, is used by one

+0 Ablenksystem einer Braunschen Röhre zugeführt, z. B. dem Y-Ablenksystem; weiterhin wird die Spannung ύω +0 deflection system fed to a Braun tube, e.g. B. the Y- deflection system; furthermore the voltage is ύ ω

dem Z-Kanal der Braunschen Röhre zugeführt, und außerdem wird dafür gesorgt, daß der Elektronenstrahl nur dann hellgesteuert wird, wenn die Spannung ύω auf Grund einer gerade vorhandenen Störung ein Maximum hat. Auf dem Bildschirm der Braunschen Röhre wird somit ein Lichtpunkt erzeugt, dessen vertikale Lage seine Einfallsrichtung und dessen horizontale Lage seine spektrale Amplitude anzeigt. fed to the Z-channel of the Braun tube, and it is also ensured that the electron beam is only brightly controlled when the voltage ύ ω has a maximum due to a disturbance that is just present. A point of light is thus generated on the screen of the Braun tube, the vertical position of which indicates its direction of incidence and the horizontal position of which indicates its spectral amplitude.

Bei einer Registrierung über eine längere Zeit von z. B. 5 oder 10 Minuten wird die Verteilung der spektralen Amplituden in Abhängigkeit vom Einfallswinkel bei der gerade eingestellten Meßfrequenz in Form von Punkthäufungen sichtbar. Diese Aufzeichnungen können fotografisch festgehalten werden. Die Frequenzabhängigkeit kann durch aufeinanderfolgende Messungen bei verschiedener Frequenz untersucht werden. Hierzu wird die Frequenz des Oszillators 17 auf verschiedene Werte eingestellt. Man erhält auch bei dieser Ausbildung eine eindeutige Zuordnung zwischen Einfallsrichtung und spektraler Verteilung. In den F i g. 3 bis 5 sind mögliche Schirmbilder dargestellt, und zwar wurden diese Bilder nacheinander bei verschiedenen Oszillatorfrequenzen aufgenommen.When registering over a longer period of time, e.g. B. 5 or 10 minutes is the distribution of the spectral amplitudes as a function of the angle of incidence at the measurement frequency just set in Form of point clusters visible. These records can be captured photographically. The frequency dependence can be achieved by successive Measurements at different frequencies are examined. This is done using the frequency of the oscillator 17 set to different values. A clear assignment is also obtained with this training between direction of incidence and spectral distribution. In the F i g. 3 to 5 possible screens are shown, namely, these images were taken one after the other at different oscillator frequencies.

Die Punkthäufungen am linken Rand der Bilder, insbesondere der Fig. 3, rühren von kleinen atmosphärischen Störungen her. Von diesen Punkthäufungen heben sich in der F i g. 3 fünf GewitterherdeThe point clusters on the left edge of the images, particularly in FIG. 3, are due to small atmospheric factors Disturbances. From these point clusters stand out in FIG. 3 five thunderstorms

Claims (3)

i 246 ab, deren spektrale Verteilung bei der eingestellten Frequenz von 10 kHz aus dem Schirmbild deutlich zu entnehmen ist. Die Schirmbilder der F i g. 4 und 5 wurden bei einer eingestellten Empfangsfrequenz von 5 und 40 kHz aufgenommen. Die Gewitterverteilung ist die gleiche wie in F i g. 3. In den F i g. 4 und 5 sind nur noch die starken Herde erkennbar. Es hat sich gezeigt, daß bei der Auswertung der Registrierung folgender Zusammenhang gilt: JV= JVoe" ~Λ (8) Hierbei ist JV die Zahl der atmosphärischen Störungen, die eine bestimmte Schwelle S überschreiten, JV0 ist die Gesamtzahl der von einem Gewitterherd während der Meßzeit ausgesendeten atmosphärischen Störungen; und A kann als Produkt einer mittleren statistischen Spektralamplitude g0 und der Übertragungsfunktion des Wellenleiters Erdboden—Ionosphäre angesehen werden. In erster Näherung ist A ein Maß für die Entfernung des Gewitterherdes vom Peilort. Zur Ermittlung von A und JV0 wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung folgendes Verfahren vorgeschlagen: Durch die Anzeige, wie sie in den F i g. 3 bis 5 dargestellt ist, verschafft man sich zuerst einen Überblick über die Lage der einzelnen Gewitterherde. Damit hegt die Richtung des einzelnen Gewitterherdes fest. Man verwendet nun beispielsweise eine Richtantenne, die nur aus der Richtung eines einzigen Gewitterherdes empfängt, und führt die empfangenen Signale über Schwellenwertstufen Zählern zu, die jeweils die eine Schwelle übersteigenden atmosphärischen Störungen auszählen. Noch günstiger als die Verwendung einer Richtantenne ist die Verwendung eines Amplitudendiskriminators für die Auswahl. Dieser wählt bei entsprechender Einstellung nur die Störungen aus, bei denen die Spannung Um innerhalb eines bestimmten Intervalls liegt, das der Richtung des auszumessenden Gewitters entspricht. Man erhält somit mehrere Werte N, zu denen bestimmte Werte S gehören. Trägt man diese Werte in ein Koordinatensystem ein, bei dem auf der Ordinate InJV und auf der Abszisse S aufgetragen ist, so erhält man eine Gerade (F i g. 6). Der Schnittpunkt dieser Geraden mit der JV-Ko Ordinate ergibt den Wert JV0, also die Gesamtzahl der von dem betreffenden Gewitterherd während der Meßzeit ausgesendeten atmosphärischen Störungen. Die Zahl JV0 ist ein gutes Maß für die Aktivität des Gewitterherdes.. Λ ist ein Maß für die Steigung der gefundenen Geraden. Sie kann aus der graphischen Darstellung ermittelt werden, wodurch man eine Aussage über die Entfernung des Gewitterherdes vom Peilort erhält. Wie bereits gesagt, stellt die gewonnene Entfernungsinformation nur eine Näherung dar; bei verschiedenen Frequenzen erhält man verschiedene Geraden mit verschiedenen Steigungen, die sichjedochaEeim Punkte JV0 schneiden. Die Tatsache, daß sich also verschiedene Steigungen ergeben, rührt daher, daß der Wert A nicht nur entfernungs-, sondern auch noch frequenzabhängig ist. Die bei den verschiedenen Frequenzen gefundenen Werte für A gestatten eine Aussage über die Entfernung des Gewitterherdes, wenn man vorher einmal mit Hilfe eines anderen Gerätes, das ebenfalls eine Entfernungsmessung gestattet, den verschiedenen A-Werten bei den verschiedenen Frequenzen Entfernungswerte zugeordnet hat. Es ist vorher also eine »Eichung« notwendig. Praktische Erfahrungen mit dem erfindungsgernäßen Verfahren haben gezeigt, daß es möglich ist, Gewitter in Entfernungen von einigen 1000 km zu peilen. Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielte Peilgenauigkeit ist etwa gleich gut wie die Peilgenauigkeit des vorn beschriebenen bekannten Gewitterpeilers. Es hat sich weiterhin gezeigt, daß der Entfernungsfehler etwa bei 15% liegt. Patentansprüchei 246, the spectral distribution of which can be clearly seen on the screen at the set frequency of 10 kHz. The screens of FIG. 4 and 5 were recorded at a set receiving frequency of 5 and 40 kHz. The thunderstorm distribution is the same as in FIG. 3. In the F i g. 4 and 5 only the strong herd can be seen. It has been shown that the following relationship applies when evaluating the registration: JV = JVoe "~ Λ (8) Here JV is the number of atmospheric disturbances that exceed a certain threshold S, JV0 is the total number of thunderstorms during the Measuring time emitted atmospheric disturbances; and A can be regarded as the product of a mean statistical spectral amplitude g0 and the transfer function of the waveguide earth-ionosphere. As a first approximation, A is a measure of the distance of the thunderstorm from the bearing location. To determine A and JV0, a The following method is proposed as a further development of the invention: The display as shown in FIGS For example, a directional antenna that only receives from the direction of a single thunderstorm, u nd feeds the received signals via threshold levels to counters, which count the atmospheric disturbances exceeding a threshold. It is even cheaper than using a directional antenna to use an amplitude discriminator for selection. With the appropriate setting, this only selects those disturbances for which the voltage Um lies within a certain interval that corresponds to the direction of the thunderstorm to be measured. Several values N are thus obtained, to which certain values S belong. If these values are entered in a coordinate system in which InJV is plotted on the ordinate and S on the abscissa, a straight line is obtained (FIG. 6). The intersection of this straight line with the JV co-ordinate gives the value JV0, that is to say the total number of atmospheric disturbances emitted by the thunderstorm in question during the measurement period. The number JV0 is a good measure of the activity of the thunderstorm. Λ is a measure of the slope of the straight line found. It can be determined from the graphic representation, which gives a statement about the distance of the thunderstorm source from the bearing location. As already said, the distance information obtained is only an approximation; at different frequencies one obtains different straight lines with different slopes which, however, intersect at point JV0. The fact that there are different slopes stems from the fact that the value A is not only dependent on the distance but also on the frequency. The values for A found at the various frequencies allow a statement to be made about the distance from the thunderstorm source, if one has previously assigned distance values to the various A values at the various frequencies with the help of another device that also allows distance measurement. A "calibration" is therefore necessary beforehand. Practical experience with the method according to the invention has shown that it is possible to locate thunderstorms at distances of a few 1000 km. The bearing accuracy achieved with the method according to the invention is approximately as good as the bearing accuracy of the known thunderstorm direction finder described above. It has also been shown that the distance error is around 15%. Claims 1. Verfahren zur Peilung von kurzzeitig einfallenden elektromagnetischen Wellen, deren Energie in einem breiten Frequenzband liegt, z. B. von Gewitterblitzen, unter Verwendung eines gekreuzten, 360° Azimut umfassenden Richtantennensystems sowie einer Antenne mit Kreisdiagramm, dadurch gekennzeichnet, daß mit den über diese Antennen empfangenen kurzzeitigen Signalen Resonanzkreise gleicher Resonanzfrequenz zu Eigenschwingungen angeregt werden, daß die Ausgangsspannungen der beiden den Richtantennen zugeordneten Resonanzkreise um 90° in der Phase gegeneinander verschoben ,werden und danach die Differenz aus den beiden phasenverschobenen Spannungen gebildet wird und daß danach die Differenz zwischen der Phase der Differenzspannung und der Phase der von der Antenne mit Kreisdiagramm ausgelösten Spannung gemessen und in Form einer Gleichspannung dargestellt wird, die ein Maß für den Einfallswinkel darstellt.1. Procedure for bearing briefly incident electromagnetic waves, the energy of which lies in a wide frequency band, e.g. B. from Thunderstorm lightning, using a crossed directional antenna system comprising 360 ° azimuth and an antenna with a circular diagram, characterized in that with the Brief signals received via these antennas are resonance circles of the same resonance frequency are excited to natural oscillations that the output voltages of the two directional antennas assigned resonance circles are shifted in phase from one another by 90 °, and then the difference is formed from the two phase-shifted voltages and that then the difference between the phase of the differential voltage and the phase of the Antenna with pie diagram measured voltage triggered and shown in the form of a DC voltage which is a measure of the angle of incidence. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Phasendifferenz und die Erzeugung der von der Phasendifferenz abhängigen Gleichspannung durch eine Kippstufe mit nachgeschaltetem Integrierglied bewerkstelligt wird, wobei die Kippstufe durch die begrenzte Differenzspannung in seine eine stabile Lage und durch die von der Antenne mit Kreisdiagramm ausgelöste, begrenzte Spannung in seine andere stabile Lage gebracht wird und die Ausgangsspannung der Kippstufe zwischen den beiden Kippvorgängen integriert wird.2. The method according to claim 1, characterized in that that the measurement of the phase difference and the generation of the dependent on the phase difference DC voltage brought about by a multivibrator with a downstream integrator is, whereby the flip-flop is in a stable position and due to the limited differential voltage into its other by the limited voltage triggered by the antenna with pie chart stable position is brought and the output voltage of the flip-flop between the two flip-flops is integrated. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur zusätzlichen Messung der spektralen Amplitude der kurzzeitig einfallenden elektromagnetischen Wellen bei der jeweiligen Meßfrequenz die über eine Antenne mit Rundcharakteristik empfangenen Signale mit der Spannung eines frequenzvariablen Oszillators gemischt, nach der Umsetzung über ein schmalbandiges Filter geführt und danach gleichgerichtet werden und daß die vom Einfallswinkel abhängige Gleichspannung und die von der spektralen Amplitude abhängige Gleichspannung gemeinsam angezeigt werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized characterized in that for additional measurement of the spectral amplitude of the briefly incident electromagnetic waves at the respective measuring frequency via an antenna with a circular characteristic received signals mixed with the voltage of a variable frequency oscillator, after the implementation are passed through a narrow-band filter and then rectified and that the direct voltage dependent on the angle of incidence and that of the spectral amplitude dependent DC voltage are displayed together. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Einfausrichtung abhängige Spannung u9 dem einen Ablenksystem einer Braunschen Röhre und die von der spektralen Amplitude abhängige Gleichspannung um dem anderen Ablenksystem einer · Braunschen Röhre zugeführt sind und daß der Elektronenstrahl der Braunschen Röhre nur bei Auftreten der Spannung m hellgesteuert wird.4. The method according to claim 3, characterized in that the voltage u 9 dependent on the Einfausrichtung is fed to one deflection system of a Braun tube and the direct voltage u m dependent on the spectral amplitude is fed to the other deflection system of a Braun tube and that the electron beam of the Braun tube Tube is only light-controlled when the voltage m occurs. 5. Verfahren nach Ansprach 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die 'Größe der spektralen Am-5. The method according spoke 3 or 4, characterized in that the 'size of the spectral Am- I 246I 246 plitude der kurzzeitig einfallenden elektromagnetischen Wellen bei verschiedenen Frequenzen durch Einstellung verschiedener Frequenzen am frequenzvariäbien Oszillator gemessen wird.amplitude of the briefly incident electromagnetic Waves at different frequencies by setting different frequencies on the frequenzvariäbien Oscillator is measured. 6. Verfahren nach einem, der Ansprüche 3 bis. 5, dadurch gekennzeichnet; daß nach Feststellung der Einfallsrichtung der kurzzeitig einfallenden elektföiriägnetischen Wellen feines bestimmteü Ürsprung'sorts die Zahl JV der Einfälle aus dieser Einfallsrichtung pro Zeitabschnitt in Abhängigkeit von6. The method according to any one of claims 3 to. 5, characterized; that after finding the Direction of incidence of the briefly incident electro-magnetic Waves finely determined for the place of origin the number JV of the incursions from this direction of incidence per time period depending on der Einfallsamplitude mit Hilfe einer Schwellenwertstüfe mit einstellbarer Schwelle S und eines nachgeschalteten Zählers zum Zwecke der Ermittlung der ein Maß für die Entfernung des Ursprühgsdrtes darstellenden Steigung der sich beim Auftragen von In Nüber 5in einem Koordinaten^ system ergebenden Geraden und/oder des ein Maß für die Aktivität darstellenden, sich aus dem Schnittpunkt dieser Geraden mit der In jV-Koordinate ergebenden Wertes Na bestimmt wird.the incidence amplitude with the help of a threshold value step with an adjustable threshold S and a downstream counter for the purpose of determining the slope of the straight line resulting from plotting In N over 5 in a coordinate system and / or the one measure for the activity representing, is determined from the intersection of this straight line with the In jV coordinate resulting value N a . Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 709 619/246 7.67 © Bundesdruckerei Berlin709 619/246 7.67 © Bundesdruckerei Berlin
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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