Verfahren zur Feststellung von Standorten mittels rotierender Funkbake. Es ist bekannt, zur Feststellung von Standorten zwei Richtstrahlen von einer Sendestelle auszusenden und durch den einen Richtstrahl Zeichen einer Art und durch den andern Richtstrahl Zeichen einer andern, komplementären Art (also zum Beispiel Punkte bezw. Striche) zu übermitteln. Die von diesen Strahlen gebildete Linie gleicher Intensität, auf der die Zeichen der beiden Arten sich zu einem Dauerstrich ergänzen, wird in Rotation versetzt.
Beim Durchgang des' Dauerstriches durch einen bestimmten Punkt, zum Beispiel den Nordpunkt, wird von der Sendestelle aus ein ungerichtetes Zeichen gegeben. Auf der Empfangsseite wird die Umlaufzeit des rotierenden Dauer striches von diesem Nullzeichen aus gemes sen (vergleiche DRP. 489944). Es ist wei terhin bekannt, die Zeichen in einem be stimmten Verhältnis zu .dem Umlaufwinkel des Dauerstriches zu geben, etwa derart, dass während eines Quadranten 15 Zeichen jeder Art gegeben werden, so dass zwischen je zwei Zeichen der gleichen Art ein Winkel von 6 eingeschlossen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu grunde, dieses Verfahren so auszugestalten. dass Fehler in der Standortsbestimmung, wel che zum Beispiel durch die Strahlbreite ver ursacht werden können, möglichst ausge schaltet werden. Bei den bisherigen Verfah ren wurden vom Nullzeichen ab bis zum Ein treffen des Dauerstrichs die Zeichen ohne Berücksichtigung ihrer Art gezählt.
Gemäss der Erfindung wird dagegen die Gesamtzahl der über eine vorbestimmte Zeitdauer eintref fenden Zeichen der einen Art, zum Beispiel Punkte, und die Gesamtzahl der Zeichen der andern Art, zum Beispiel Striche, festge stellt, und es wird der Standort aus der Dif ferenz dieser Zahlen ermittelt.
Bezeichnet man, falls Punkte und als Komplementärzeichen Striche getastet wer den, mit a die Anzahl Zeichen der ersten Art und mit b die Anzahl Zeichen der zwei ten Art und wird nur über<B>180'</B> Drehung vom Nullzeichen aus getastet, so wird der Standort (Winkel (p vom Nullzeichen aus) beim neuen Verfahren aus der Formel
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ermittelt, wobei f die Gradzahl pro Zeichen (zum Beispiel<B>6',</B> vergleiche oben) bedeutet.
Wie die nachfolgende Umformung obiger Gleichung zeigt, wird nach dem erfindungs gemässen Verfahren der Winkel 9p, der den Standort kennzeichnet, durch Mittelwerts- bildung der beiden Zählungen ermittelt, denn es ist
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Durch die Mittelwertsbildung werden etwaige Peilfehler. auch solche, die durch die Strah lenbreite entstehen, kleiner, wie folgendes Zahlenbeispiel zeigt: Es sei angenommen, dass der Winkel 9p, unter dem die Peilung vorgenommen wird. 30 beträgt.
Es werden dann entsprechend der oben angegebenen Methode, bei der die Zeichenaussendung jeweils nach 6 erfolgt, und bei der über<B>180'</B> getastet wird, zu nächst fünf Punkte und anschliessend fünf undzwanzig Striche gehört.
Wenn nun in der Nähe des Dauerstriches, zum Beispiel bei der Zählung von a, zwei Zeichen, bei der Zählung von b drei Zeichen unterdrückt wer den, so ergibt sich ein Peilwinkel von
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Würde nach der bisher üblichen .Methode nur vom Nullzeichen bis zum Durchgang der Dauerstrichlinie .gezählt werden, das heisst würden nur die Zeichen a gezählt, so erhielte man einen Peilwinkel von (P2-3,.6-180 das heisst es ergibt sich ein Fehler von bei nahe 50%.
Nach der erfindungsgemässen Mittelwertsmethode dagegen beträgt der Fehler im obengenannten Beispiel nur 10% . Die Peilgenauigkeit lässt sich noch vergrö ssern, wenn die Gradzahl f pro Zeichen ver kleinert wird.
Dieses Verfahren hat mit grosser Genauig keit seine Gültigkeit, solange der festzustel lende Standort nicht zu sehr in Nullnähe liegt, da dann die eine Zeichenzahl unter Umständen unterdrückt und daher nicht ge zählt wird. Dieser Übelstand kann vermie den werden, wenn das Nullzeichen bei ver schiedenen Richtungen gegeben wird, das heisst wenn man von verschiedenen Aus gangspunkten aus zählen kann, etwa da durch, dass gemäss der beiliegenden Fig. 1 das ungerichtete Signal einmal beim Durch laufen des Dauerstriches durch die Richtung 1 (Nord), das andere Mal durch die um 45 versetzte Richtung 2 (Nordost) gegeben wird.
In diesem Fall ist es notwendig, durch das Nullzeichen oder ein sonstiges Hilfs zeichen anzuzeigen, von welchem Ausgangs punkt aus zu zählen ist. Wenn das Verfahren gemäss der Erfin dung nicht durch das Ohr, sondern durch eine selbsttätig zählende Einrichtung ausge führt wird, so ist es zweckmässig, dass Pau sen. eingeschaltet werden beim Laufen der Bake. -Beim früher bekannten Verfahren ist dies nicht notwendig, da nur die Zeichenzahl vom Nullzeichen ab bis zum Eintreffen des Dauerstriches gezählt wurde. Beim erfin dungsgemässen Verfahren werden aber so wohl die Zeichen vor, als auch nach dem Dauerstrich gezählt.
Es ist daher zweck mässig, vor dem Anfang und nach dem Ende der Zeichen eine Pause einzuschalten, damit die Einrichtung imstande ist, zu erkennen, welche Zeichen zusammengehören. Ausser dem muss es möglich sein, während der Pause die Errechnung des Mittelwertes durchzu führen. Im praktischen Betriebe kann dies dadurch erreicht werden, dass bei einer Zwei strahlenbake während<B>180'</B> der Drehung nicht getastet wird, während bei einer Vier strahlenbake, die aus zwei um<B>90'</B> gegenein ander versetzten Rahmen bestehen kann, ab wechselnd je ein Quadrant ausgelassen wird.
Im folgenden werden an einigen Beispie len Einrichtungen zur Durchführung des er findungsgemässen Verfahrens erläutert.
In Fig. 2 ist zunächst eine prinzipielle Forderung dargestellt, die an die Empfangs einrichtung zu stellen ist. Die vom Sender ausgestrahlten Punkt- oder Strichzeichen sind mit I und II bezeichnet. Es handelt sich um Komplementärzeiehen, das heisst die Punkte -und Striche ergänzen sich, da die Punkte in den Pausen zwischen den Strichen gegeben werden, zu einem Dauerstrich.
Die Transformatoren der Empfangseinrichtung übertragen: nicht die Zeichenform als solche, sondern nur Spannungsspitzen verschiedener Richtung, wie dies in der Fig. 2 unterhalb der Zeichen dargestellt ist. Aus der Rich tung (nach oben oder unten) des jeweils ersten Spannungsstosses kann festgestellt werden, ob es sieh um ein Punkt- oder ein Strichzeichen handelt. In der Abbildung ist beim Punktzeichen der erste Spannungsstoss nach oben und beim Komplementärzeichen, das heisst dem Strichzeichen, ist der erste Spannungsstoss nach unten gerichtet.
Diese bekannte Tatsache ist auch schon ausgenutzt worden für ein automatisches Anzeigeinstru ment für Funkbaken, dessen Prinzip darauf beruht, hinter dem Transformator ein Instru ment zu benutzen, das in der Nähe seiner Nullage sehr empfindlich, dagegen in den Aussenlagen möglichst unempfindlich ist. Der erste Spannungsstoss schleudert den Zeiger wegen der hohen Empfindlichkeit in der Nähe der Nullage nach aussen. Kommt dann der zweite Spannungsstoss, dann befindet sich der Zeiger in dem Gebiet geringer Empfind lichkeit, so dass er durch dasselbe Zeichen nur wenig beeinflusst wird.
Der erste Span nungsstoss bestimmt so die Richtung des Ausschlages und zeigt infolgedessen die Ab weichung vom Dauerstrich an (vergleiche franz. Patent 758952). Dasselbe Grundprin zip lässt sich auch für die Durchführung des neuen Verfahrens verwenden. Die Empfangs einrichtung muss, mit andern Worten, so be schaffen sein, dass jede Zeichenart nach ihrer Polarität für sich getrennt gezählt und regi- striert und dann die Subtrahierung bewirkt wird.
Fig. $ zeigt im Ausgangskreise des Emp <I>fängers</I> E einen Gleichrichter G, der auf einen Transformator T arbeitet. Durch den Transformator werden, wie schon mit Bezug auf Fig. 4 erläutert ist, nur die Spannungs spitzen übertragen. Der Transformator T ist sekundärseitig mit den Wicklungen zweier Relais R, und R2 verbunden. Die Relais sind richtungsempfindlich.
Bei dem Spannungs stoss der einen Richtung zieht das Relais R, an und bei dem Spannungsstoss der entgegen gesetzten Richtung das Relais R1. Die Re laiskontakte sind so geschaltet, dass das zuerst eingeschaltete Relais das andere kurzschliesst, damit beim entgegengesetzten zugehörigen Spannungsstoss das zweite Relais nicht mehr ansprechen kann.
Dies wird mit Hilfe der Kontakte ri und r2' bewirkt. Die Relais kontakte r," und r2' betätigen ein Zählwerk Z, oder Z2, :durch welches .die einzelnen Zei chen gezählt werden. Die Relais fallen ver zögert ab, was gegebenenfalls durch zusätz liche Schaltmittel bekannter Art, wie Kon densatoren und dergleichen, erreicht werden kann. Die Abfallzeiten sind so gross, dass der Kurzschluss für das andere Relais aufrecht erhalten bleibt, bis der zugehörige Span nungsstoss umgekehrter Richtung eingetrof fen ist.
Ist die Zählung beendet, so werden die Zählwerke entweder von Hand oder auto matisch durch ein besonderes, vom Sender aus gegebenes Zeichen in ihre Ruhelage zu rückgeführt. Auch kann hierfür ein Uhr werk Verwendung finden, da, wie schon dar gelegt, die Pausen zwischen den einzelnen Messungen mindestens 90 der Umlaufzeit, also eine ganz beträchtliche Zeit, betragen sollen. so dass geringe Abweichungen durch Gangunterschiede des Uhrwerkes auf längere Zeit ohne Einfluss! sind.
Bei der in der Fig. 4 dargestellten An ordnung ist ein Relais R mit Mittelstellung des Ankers verwendet. Die Kontakte sind mit<I>r'</I> und<I>r"</I> bezeichnet. .Über die Kontakte wird ein Kondensator C entladen.. Je nach dem, ob<I>r'</I> oder r" geschlossen ist, fliesst der Entladestrom über das Zählwerk Z1 oder ZZ. Kommt der zugehörige Stromstoss umgekehr ter Richtung, so ist der Kondensator C be reits entladen, da das Wiederaufladen viel langsamer geht als das Entladen, das heisst es spricht immer nur das eine Zählwerk an.
Das Laden des Kondensators erfolgt aus der Batterie B über den Vorwiderstand 1W, ohne dass es in diesem Stromkreise einer beson deren Kontakteinrichtung bedarf. Diese Ein richtung lässt sich, da sie ausserordentlich schnell und einfach arbeitet, nicht nur für die angegebenen Zwecke verwenden, sondern kann ganz allgemein dort benutzt werden, wo die Unterscheidung von Zeichen an sich gleicher Art nach ihrer Polarität gefordert wird.
Die in Fig. 5 dargestellte Anordnung unterscheidet sich von der in der Fig. 4 dar gestellten nur .dadurch, dass das Relais mit Mittelstellung seines Ankers Haltewicklun gen hat, die so lange wirken, als der Kon densator C noch nicht entladen ist. Unter Umständen kann es vorteilhaft sein, .das Ent laden des Kondensators etwas zu verzögern. nämlich durch entsprechende Dimensionie rung der Widerstandswerte des Kreises.
Ob solche Anordnungen zweckmässig sind, ist davon abhängig, von welcher Dauer die Punkt- oder Strichzeichen oder sonstige zu unterscheidende Zeichen sind, und mit wel cher Geschwindigkeit die Zeichen aufeinan der folgen.
A. Bei der in der Fig. 6 dargestellten Schal tungsanordnung ist das Prinzip der Fig. 4 noch weiter entwickelt, und zwar sind hier statt des mechanischen Relais Röhrenrelais Rl und B. vorgesehen, deren Gitterkreise durch die Spannungsstösse beeinflusst wer den. Im Anodenkreis liegt wiederum der Kondensator, der entladen oder geladen wird.
Bei dieser Anordnung ist dafür zu sorgen, dass der Widerstand des Ladekreises des Kondensators grösser als der Röhrenwider stand ist.
Die bisher beschriebenen Zählanordnun gen besitzen noch den Nachteil, dass-sie nur zählen., so dass ihre Angaben im Kopf sub- trahiert werden müssen. Dies lässt sich ver meiden, wenn beide Zählwerke auf eine ge meinsame Achse oder einen gemeinsamen Zeiger wirken.
Beim Arbeiten mit einer Zweistrahlen bake ist es notwendig, das Zählwerk vor Be ginn der Zählung in die 90 -Stellung zu bringen entsprechend der Formel
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Wird eine Vierstrahlenbake benutzt, bei der sich der Winkel (p errechnet zu
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so muss der Zeiger vor Beginn der Zählung in die -IV-Stellung gebracht werden, damit durch das Zählwerk der Winkel p direkt je weils eingestellt wird.
Die einen Zeichen drehen den Zeiger zu erst nach links und die andern nach rechts, so dass in der resultierenden Stellung der tatsächliche Standort angegeben wird.
Um die Zählgenauigkeit und damit die Genauigkeit der Standortbestimmung zu er höhen, können während mehrerer über mehr als einen Umlauf verteilter Quadranten Zei chen verschiedener Art ausgesandt werden, deren Gesamtzahl so bemessen ist, dass sich für einen Nullpunkt (Nordrichtung) nach erfolgter Zählung und Subtraktion der Wert Null ergibt. Dabei können empfangsseitig im wesentlichen dieselben Einrichtungen An wendung finden, die im Vorstehenden vor geschlagen sind.
Im Grundprinzip ist eine Zähleinrichtung notwendig, welche Zeichen einer Art nach der einen Richtung verarbei tet und Zeichen anderer Art in der andern Richtung, so dass jede Zeichenart gezählt wird.
Um Fehler auszuschalten, die durch Un gleichheiten oder Ungenauigkeiten der An ordnung, insbesondere der Gegentaktröhren entstehen können, wird vorgeschlagen, sowohl den Transformator, als auch das Zählwerk zwischen den einzelnen Zählungen umzu polen. Dies kann mittels einer einfachen Vor richtung geschehen, durch welche der Ein gangstransformator einerseits und das Zähl werk anderseits umgepolt wird, so dass die Gegentaktröhre, die bisher beispielsweise die Punkte aufgenommen hat, danach die Striche aufnimmt, und umgekehrt. Wird dies nach jeder Zählung durchgeführt, so wird jeder Fehler selbsttätig ausgeglichen.
Das Um polen kann entweder von Hand erfolgen, oder es werden vom Sender nach erfolgter Zählung besondere Zeichen, etwa ein beson derer Ton, der mit Hilfe einer Tonselektion ausgesiebt wird, ausgesandt und dieses be sondere Zeichen zum Umpolen verwendet. Es kann aber auch ein Uhrwerk oder sonst eine zeitabhängig arbeitende Einrichtung verwendet werden, durch welche das Um polen bewirkt wird. Wie aus dem Vorstehen den ersichtlich, ist es nämlich notwendig, nach erfolgter Zählung eine gewisse Pause einzuschieben, etwa dadurch, dass nur wIh- rend gewisser Quadranten Zeichen gegeben werden.
Die sich hier in der Praxis ergeben den Pausenwerte sind gross genug, um mit einfacheren Uhrwerken oder dergleichen für die Umpolung auszukommen, ohne dass eine besondere zusätzliche Synchronisierung die ser Einrichtung notwendig ist.
Die Gegentaktanordnung kann aus ge steuerten Ionenröhren bestehen. Dies ist in Fig. 7 gezeigt.
Die ankommenden Zeichen werden nach erfolgter Verstärkung, Gleichrichtung usw. dem Transformator T zugeführt. Der Trans formator T besitzt zwei Sekundärwicklungen S1 und S., die je mit dem Steuergitter der Zonenröhren J1 und J, verbunden sind. Die Zonenröhren bestehen beispielsweise aus git tergesteuerten Thyratrons. In den Anoden kreisen liegen der Kondensator C und die beiden Zählwerke Z1 und ZZ, deren Arbeits weise im Vorstehenden erläutert ist.
Die Gitter der Thyratrons sind nicht direkt mit der Kathode, sondern über einen Vorwider- stand V mit derselben verbunden. Dieser Vorwiderstand besitzt zwei Abgriffe, die be liebig eingestellt werden können. Die Anordnung wird so eingestellt, dass die Zonenröhren im Ruhezustand der Anord nung gerade nicht zünden.
Sobald aber die Zeichen eintreffen, wird der Kippvorgang ähnlich wie bei fremdsynchronisierten Kipp- geräten der Fernsehtechnik ausgelöst. Die Einstellung dieses Punktes ist sehr einfach. Man braucht im Ruhezustand nur mit dem Abgriff des Vorwiderstandes so lange zu regulieren, bis das Zonenrohr zündet, und geht dann etwas zurück, so dass das Rohr nicht mehr zündet.
Treffen auf die so ein gestellte Anordnung die Zeichen auf, so wird eine zusätzliche Gittervorspannung erzeugt, die den Kippvorgang auslöst: Es sind ge- trennte Abgriffe vorgesehen, um Unter schiede der Zonenröhren ausgleichen zu könne,.
Ein Vorteil dieser Schaltung ist, dass der Gesamtaufwand geringer wird, da solche Zonenröhren bei geringeren Steuerleistungen hohe Ausgangsleistungen besitzen. Dies fällt namentlich .dann ins Gewicht, wenn die Einrichtung auf Fahrzeugen, insbesondere Luftfahrzeugen, Verwendung finden soll. Es kann also unter Umständen eine zusätzliche Verstärkerstufe in Fortfall kommen.
Der Hauptvorteil besteht aber darin, dass eine natürliche Amplitudenbegrenzung entsteht, da die ausgelöste Amplitude bei solchen An ordnungen stets dieselbe ist.' Dies ist vor allem aus den folgenden Gründen von Vor teil:
Bei einer rotierenden Funkbake schwankt die Amplitude der Zeichen, da die Endampli tude des zur Wirkung gelangenden Zeichens aus dem Differenzwert der beiden Felder ge bildet wird; oder mit andern Worten, so lange nur das Punkt- oder beispielsweise das Strichzeichen vorhanden ist, herrscht die Maximalamplitude; verschwimmen .die Zei chen ineinander, so wird die Amplitude des überwiegenden - Zeichens immer kleiner, je näher man zum Dauerstrich kommt. Beim Dauerstrich selbst ist überhaupt keine Dif ferenzamplitude mehr vorhanden. Dies be deutet, dass die Steuerspannungen für die Zonenröhren verschiedene Grössen haben.
burch die beschriebene Anordnung wird ein von der Grösse dieser Amplitudenwerte un abhängiger Steuerstrom für die Zählwerke ausgelöst.