DE812087C - Anordnung zur Bildung einer Leitebene nach dem Verfahren der Amplitudenvergleichung - Google Patents

Description

(WiGBL S. 175)

AUSGEGEBENAM 27. AUGUST 1951

p 20541 VIIIa j 21 α⁴ D

Eindhoven (Holland) sind als Erfinder genannt worden

Zur Angabe einer Leitebene gemäß dem Amplitudenvergleichsverfahren sind Sendeanordnungen bekannt, bei denen mit verschiedenen Frequenzen modulierte Signale mit sich überdeckenden Richtdiagrammen ausgesendet werden.

Es sind außerdem auf ähnlichen Grundgedanken beruhende Peilempfänger bekannt, bei denen mit sich überdeckenden Richtdiagrammen empfangene Signale mit Modulationsspannungen verschiedener Frequenz moduliert werden.

Die Symmetrieebene der sich überdeckenden Richtdiagramme bildet in beiden Fällen eine Leitebene, wobei eine Abweichung des Empfängers bzw. Senders aus dieser Leitebene empfangsseitig durch ein vorherrschendes Auftreten einer der z. B. hörbaren Modulationsfrequenzen erkennbar wird.

Die im vorhergehenden angegebenen Sende- und Empfangsanordnungen weisen zwei Modulatoren auf, die dazu dienen, die auszusendenden bzw. zu empfangenden Signale mit den beiden Modulationsspannungen zu modulieren. Eine gegenseitige Änderung der Verstärkung, Dämpfung oder Phasendrehung dieser Modulatoren verursacht unerwünschte, starke Verschiebungen der angestrebten Leitebenenrichtung, was zu Anforderungen betreffs der Modulatoren und der auf letztere folgenden Apparatur (z. B. Verstärker, Übertragungsleitungen usw.) führt, die praktisch schwer zu befriedigen sind.

Die Erfindung hat den Zweck, diese Nachteile zu vermeiden.

Gemäß der Erfindung sind bei einer Anordnung

zur Bildung einer Leitebene nach dem Verfahren der Amplitudenvergleichung, bei der Seitenabweichungen von der Leiteberie durch das vorherrschende Auftreten von Modulationsspannungen unterschiedlicher Frequenz erkennbar werden, zwei Trägerwellenmodulatoren vorhanden, von denen einer mit Trägerwellenunterdrückung arbeitet, wobei der erste Modulator von einer durch Spannungsaddition der Modulationsspannungen unterschiedlicher Frequenz erhaltenen Modulationsspannung gesteuert wird und der zweite Modulator von einer durch Spannungssubtraktion der Modulationsspannungen unterschiedlicher Frequenz erhaltenen Modulationsspannung gesteuert wird, während die Modulatoren getrennt mit verschiedenen Antennen ' verbunden sind, und zwar der mit Trägerwellenunterdrückung arbeitende Modulator mit einer Antenne, deren Richtcharakteristik einen Nulldurchgang in der mittleren Leitebenenrichtung aufweist, während der

ao andere Modulator mit einer Antenne verbunden ist, die sich in der Leitebenenumgebung als eine ungerichtete Antenne verhält.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der die Fig. 1 und 2 das Schaltbild einer Sende- bzw. Empfangsanordnung nach der Erfindung darstellen.

Der in Fig. 1 dargestellte Bakensender weist zwei Modulatoren 1 und 2 auf, denen von einem Hochfrequenzgenerator 3 erzeugte Trägerwellensignale zugeführt werden. Dem ersten Modulator 1 wird als modulierende Spannung eine Spannung zugeführt, die durch Addition mit Hilfe zweier Transformatoren 4 und 5 aus von Niederfrequenzgeneratoren 6 und 7 erzeugten Spannungen mit Frequenzen p und q erhalten wird.

Das Ausgangssignal e_x des Modulators 1 kann, wenn A und ω die Amplitude bzw. die Frequenz des Trägerwellensignals und m_x und W₂ die Modulationstiefen für die Signale ρ bzw. q darstellen, folgendermaßen angegeben werden:

^₁ = A sin ω f (1 + W₁ sin p t + W₂ sin q t) (1) Dieses Ausgangssignal wird von einer ungerichteten senkrechten Antenne 8 ausgesendet.

Dem zweiten Modulator 2 wird als modulierende Spannung eine Spannung zugeführt, die durch Subtraktion aus den Niederfrequenzsignalen p und q mit Hilfe der Transformatoren 4 und 5 erhalten wird. Der Modulator 2 ist als Gegentaktmodulator ausgebildet, so daß Trägerwellenunterdrückung auftritt und das Ausgangssignal e₂, wenn A' die Trägerwellenamplitude und W₃ und m_i die Modulationstiefen für die Signale p bzw. q darstellen, in der nachstehenden Formel angegeben werden kann:
e₂ = A' sin ω t · (w₃ sin pt — W₄ sin q t) (2) Dieses Ausgangssignal wird über eine um 90⁰ phasendrehende Vorrichtung 9 einer in einer senkrechten Ebene liegenden Rahmenantenne 10 zugeführt, die symmetrisch in bezug auf die ungerichtete Antenne 8 derart angeordnet ist, daß die Minimumrichtung 11 des Rahmenantennendiagramms der gewünschten Leitebenenrichtung entspricht.

Eine Empfangsanordnung mit z. B. einer ungerichteten Antenne, die sich in einer Richtung 12 befindet, die einen Winkel Θ mit der Leitebenenrichtung 11 einschließt, empfängt ein von der ungerichteten Antenne des Bakensenders herkommendes Signal, das sin ω t (1 +W₁ sin p t + W₂ sin q t) (3) proportional ist, während von der Rahmenantenne des Bakensenders ein in Phase und Amplitude von der Richtung bzw. dem Grad der Abweichung aus der Leitebene abhängiges Signal empfangen wird, das bei kleinem Kursdifferenzwinkel Θ proportional zu

+ Θ sin ω t (w₃ sin pt — W₄ sin q t) (4) ist.

Durch Gleichrichtung dieser mit einer einzigen Antenne empfangenen Signale wird eine Spannung e_D erhalten, die, wenn k einen Proportionalitätsfaktor darstellt,

^eD ~ k ' (^mt ^sm P t ί Θ W₃ sin ρ t + W₂ sin q t

± Θ · W₄ sin ς t) (5)

entspricht.

Es ergibt sich, daß auf der einen Seite der Leitebene die von beiden Sendeantennen empfangenen Signale mit der Frequenz p in Phase sind und somit einander unterstützen, während die Signale mit der Frequenz q in Gegenphase sind und somit einander entgegenwirken.

Wird senderseitig dafür gesorgt, daß W₁ gleich W₂ ist (die Amplituden der dem Modulator 1 zugeführten Niederfrequenzsignale p und q sind in diesem Fall gleich), so weisen beide Modulationsspannungen p und q in der mit der Minimumrichtung des Rahmendiagrammes zusammenfallenden Leitebenenrichtung (Θ = o) die gleiche Amplitude auf, während bei Abweichung aus der Leitebene nach der im vorhergehenden Absatz angegebenen Seite das Signal p in bezug auf q und bei Abweichung aus der Leitebene nach der anderen Seite hin die Spannung q vorherrscht. In beiden Fällen nimmt der Amplitudenunterschied der Signale p und q um so mehr zu, je größer die Abweichung aus der Leitebene wird. Falls, wie angegeben, W₁ = W₂ ist, beeinflußt eine Änderung des Verhältnisses der Amplituden der dem Modulator 2 zugeführten Signale p und q (m₃ : W₄) nicht die Leitebenenrichtung, sondern nur die Definitionsschärfe der Leitebene.

Phasenverschiebungen der Niederfrequenzspannungen p und q, auch falls diese für die beiden Spannungen und/oder für die beiden Modulatoreingänge verschieden sind, führen ebensowenig Änderungen der Leitebenenrichtung herbei, aber wie zuvor bewirken sie eine Änderung der Definitionsschärfe der Leitebene.

Eine gegenseitige Phasenänderung der Hochfrequenzspannungen in beiden Senderkanälen hat einen ähnlichen Einfluß wie die vorstehend erwähnten niederfrequenten Phasenverschiebungen. Die Einstellung des um 90⁰ phasendrehenden Netzwerks ist daher nicht kritisch. iao

Geringe Verschiebungen der Leitebenenrichtung, z. B. zur selbsttätigen Korrektur derselben mit Hilfe eines in der gewünschten Leitebenenrichtung angeordneten Kontrollempfängers, können auf einfache Weise durch Änderung des Amplituden-Verhältnisses der dem Modulator 1 zugeführten

Signale p und qbewerkstelligt werden. Vorzugsweise wird zu diesem Zweck lediglich z.B. die Amplitude des dem Modulator ι zugeführten Signals p geändert. Eine gleichzeitige Änderung des dem Modu-Iator2 zugeführten Signals/) führt jedochempfangsseitig keine unzulässigen Mißweisungen herbei, so daß zur Korrektur z. B. die Amplitude des dem Generator 6 entnommenen Signals p mittels eines ver änderlichen Widerstandes eingestellt werden kann, ίο Es sei darauf hingewiesen, daß, sobald m_x φ m₂ ist, hoch- und/oder niederfrequente Phasenverschiebungen im Sender eine wenn auch geringe Änderung· der eingestellten Leitebenenrichtung veranlassen können.

In Fig. 2 ist schematisch ein Peilempfänger dargestellt, der auf denselben Grundgedanken wie der in Fig. ι dargestellte Sender beruht. Entsprechende Teile sind mit gleichen, jedoch mit einem Akzent versehenen Bezugsziffern angedeutet. Ein von einem beliebigen Sender herkommendes Signal, z.B.einnichtmoduliertes Trägerwellensignal, wird mit einer ungerichteten Antenne 8' und einer Rahmenantenne io' empfangen. Das ungerichtet empfangene Signal wird in einem Modulator i' mit einer durch Addition mittels Transformatoren 4' und 5' aus NTiederfrequenzgeneratoren 6' und 7' mit den Frequenzen p und q erhaltenen Spannung moduliert. Das Ausgangssignal dieses Modulators ist dem vorstehend unter (3) angegebenen Signal proportional.

Mittels der Rahmenantenne 10' empfangene Signale, die aus auf beiden Seiten der Minimumrichtung des Rahmenantennendiagramms liegenden Richtungen eintreffen, werden in Gegenphase empfangen und können somit, wenn A" und ω die Amplitude bzw. die Frequenz darstellen, durch

e_R=±®· A" sin ω t (6)

dargestellt werden.

Dieses Signal wird im Modulator 2' mit Träger-Wellenunterdrückung mit einer durch Subtraktion aus den Signalen p und q erhaltenen Spannung moduliert. Das Ausgangssignal dieses Modulators ist dem im vorstehenden unter (4) angegebenen Signal proportional.

Kombination der Ausgangssignale der beiden Modulatoren 1' und 2' liefert ein Hochfrequenzsignal, das dem bei Anwendung eines Bakensenders nach Fig. 1 mit einer ungerichteten Empfangsantenne empfangenen Signal genau entspricht. Die weitere Verarbeitung dieses Signals kann somit in beiden Fällen auf genau dieselbe Weise erfolgen.

Beim Empfänger nach Fig. 2 haben Änderungen der Verstärkung und/oder Phasendrehung in einem der beiden Empfangskanäle die gleiche Wirkung wie entsprechende Änderungen in den beiden Senderkanälen nach Fig. 1. Sie verursachen nämlich keine Verschiebung der wiederum mit der Minimumrichtung des Rahmenantennendiagramms zusammenfallenden Leitebenenrichtung, es sei denn, daß W₁ + W₂ ist, sie verursachen vielmehr eine Änderung der Definitionsschärfe der Leitebene.

Korrektur der Leitebenenrichtung kann wie beim Sender nach Fig. 1 durch Änderung der Amplitude des dem Modulator 1' zugeführten Signals p oder q bewirkt werden.

Die weitere Verarbeitung des nach der Kombination der Ausgangsspannungen der Modulatoren 1' und 2' erhaltenen Signals kann auf verschiedene, für Amplitudenvergleichung zweier Signale an sich bekannte Weise erfolgen.

In Fig. 2 werden nach Gleichrichtung 13 die Niederfrequenzsignale p und q mit Hilfe von Filtern 14 und 15 in der Frequenz getrennt und dann gesondert gleichgerichtet, 16, 17, worauf die Ausgangsgleichströme eine optische Anzeigevorrichtung 18 in entgegengesetzter Richtung steuern. Das erhaltene Gleichstromausgangssignal kann bekanntlich gewünschtenfalls in für akustische Indikation gebräuchliche Signale (z. B. Komplementärsignale) umgesetzt werden, oder es kann unmittelbare akustisehe Indikation angewendet werden.

In den dargestellten Ausführungsformen wird als gerichtete Antenne eine Rahmenantenne angewendet. Statt einer Rahmenantenne kann selbstverständlich auch eine Adcockantenne verwendet werden. Es ist im übrigen keineswegs notwendig, eine gerichtete Antenne zu benutzen, deren Richtdiagramm nur zwei in Gegenphase befindliche Diagrammblätter aufweist, sondern es können mit gleichem Erfolg auch Antennensysteme angewendet werden, die z. B. ein drei- oder mehrblättriges Diagramm mit benachbarten gegenphasigen Blättern aufweisen.

Claims (5)

1. Patentansprüche _:

   i. Anordnung zur Bildung einer Leitebene nach dem Verfahren der Amplitudenvergleichung, bei der Seitenabweichungen von der Leitebene durch das vorherrschende Auftreten von Modulationsspannungen unterschiedlicher Frequenz erkennbar werden, gekennzeichnet durch zwei Trägerwellenmodulatoren, von denen einer mit Trägerwellenunterdrückung arbeitet, wobei der erste Modulator von einer durch Spannungsaddition der Modulationsspannungen unterschiedlicher Frequenz erhaltenen Modulationsspannung gesteuert wird und der zweite Modulator von einer durch Spannungssubtraktion der Modulationsspannungen unterschiedlicher Frequenz erhaltenen Modulationsspannung gesteuert wird, während die Modulatoren getrennt mit verschiedenen Antennen verbunden sind, und zwar der mit Trägerwellenunterdrückung arbeitende Modulator mit einer Antenne, deren Richtcharakteristik einen Nulldurchgang in der mittleren Leitebenenrichtung aufweist, während der andere Modulator mit einer Antenne verbunden ist, die sich in der Leitebenenumgebung als eine ungerichtete Antenne verhält.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Leitebenenschwenkung das Verhältnis der Amplituden der beiden Modulationsspannungen einstellbar ist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Antennen von einer ungerichteten bzw. einer Rahmen- oder Adcockantenne gebildet werden.
4. 4- Anordnung zur sCndeseitigen Bildung einer Leitebene nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulatoren ausgangsseitig getrennt mit den verschiedenen Antennen verbunden sind.
5. 5. Anordnung zur empfangsseitigen Bildung einer Leitebene nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Modulatoren eingangsseitig getrennt mit den verschiedenen Antennen verbunden sind und die am Ausgang der Modulatoren auftretenden Wellen nach Gleichrichtung eine Anzeigevorrichtung steuern.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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