Direkt anzeigendes Peilverfahren nach dex Goniometermethode.
.
Bei den bisherigen bekannten direkt anzeigenden Peilverfahren nach der Gonio- metermethode rotiert z. B. nach Fig. 1 die Drehspule G eines Goniometers, das von den Richtantennen D gespeist wird. Man erhält dann. am Empfängereingang die mit der Drehfrequenz der Goniometerspule G modulierte Senderfrequenz, wobei der Modulationsgrad oo ist. Die Empfängereingangsschwin- gung besteht also aus zwei Hoehfrequenz- schwingungen, deren Frequenzabstand der doppelten Drehfrequenz des Goniometers entspricht. Die im Empfänger E gebildete modulierte Zwischenfrequenz ZF besteht ebenfalls aus zwei Frequenzen, deren Abstand der doppelten Drehzahl entspricht.
Diese modulierte Zwischenfrequenz wird in jar gleichgerichtet, und wenn eine Anzeige mittels Braunschem Rohr B verwendet wird, werden die entstehenden Halbwellen (Fig. 2) als negative Spannung dem Gitter des Endrohres TC zugefiihrt. VS in Fig. 2 bedeutet die negative Ruhevorspannung am Gitter des Endrohres E. Der Anodenstrom der Röhre K fliesst durch ein magnetisches Ablenksystem Q, das synchron mit dem Goniometer (gemeinsamer Antriebsmotor Mo) um das Braunsche Rohr rotiert und so in bekannter Weise eine Figur zeichnet, deren Grundkreis- durchmesser durch VS bestimmt ist und deren Lage die Richtung des empfangenen Senders angibt.
Für Peilempfänger mit umlaufendem Goniometer gelten hinsichtlich der Dimensionierung der Bandbreite des Gerätes andere Überlegungen als bei normalen Peilempfän- gern ; Empfindlichkeit und Selektion dürfen nur so weit gesteigert werden, dal3 Fehlanzeigen vermieden werden ; diese können dadurch auftreten, dass die durch Umlauf des Goniometers entstehenden beiden Seitenbän- der im Durchlassbereich des Empfängers und beim Durchdrehen seiner Abstimmung in ihrer Phase gegeneinander eine Verschiebung erfahren. Überschreitet diese Phasenverschie- bung ein zulässiges Mass, so wird auch eine Verschiebung des Bildes am Braunschen Rohr und damit ein untragbarer Peilfehler die Folge sein.
Während für normale Peilempfänger eine Bandbreite von 3-5 Hz genügen w rde, ergibt sich bei Sichtanzeigeverfahren bei der Umlaufzahl des Goniometers von 1 2 Hz f r einen Peilfehler < 1 eine erforderliche Mindestbandbreite von 2500 Hz, so dass dieses Verfahren trotz seiner sonstigen grossen Vorteile der Gehörpeilung hinsichtlich der Selektion bisher unterlegen ist.
Aber auch die Empfindlichkeit des Emp fängers kann nicht voll ausgenutzt werden ; auch diese wird um so gr¯¯er, je schmaler die Bandbreite gemacht wird, da dann, infolge Beschneidens des Störpegels, im Ansehluss daran grössere Verstärkung angewendet werden kann. Wie aber bereits erwähnt, muss diese Bandbreite mit Rücksicht auf die beiden Seitenbänder breit gehalten werden, so daB man, auf das oben angewendete Beispiel bezogen, statt 3 Hz 2500 Hz wählen muB, entsprechend einem Empfindlichkeits- verlust von
EMI2.1
Es ist auch nicht etwa möglich, die gewünschte Siebung bei breitem Bandfilter erst nach der Gleichrichtung vorzunehmen.
Zwar wird auch hier das Rauschspektrum beschnitten und eine grössere VerstÏrkung mög- lich, doch kann die erhöhte Empfindlichkeit praktisch nicht ausgenutzt werden, da benachbarte starke Sender infolge der gro¯en Bandbreite mit verstärkt und gleichgerichtet würden und durch anschliessende Siebung nicht mehr beseitigt werden konnten. Infolgedessen würde die Anzeige am Braunschen Rohr durch diese Störsender mit beeinflusst.
Die Teilabbildung a der Fig. 3 zeigt das Bild am Braunschen Rohr, wenn der zu peilende Sender allein aufgenommen wird, b beispielsweise das Bild des durchschlagenden St¯rsenders (der im gezeichneten Fall in einer um 90 gedrehten Richtung liegt) allein und c das Bild, wenn beide Sender gleichzeitig einfallen. Die Teilabbildung d zeigt die entsprechenden Spannungswerte in zeitlicher Abhängigkeit.}'S ist wiederum, wie in Fig. 2, die negative Ruhevorspannung, die den auf dem Braunsohen Rohr beschriebenen Grundkreis bestimmt. Mit a ist der eingestellte Sender mit b der Störsender allein bezeichnet ; r ist die resultierende Gitterspannung.
Erfindungsgemäss wird vorgeschlagen, dass die durch die Rotation der Goniometerspule G modulierte Spannung der Richt- antenne D (im folgenden"geriehtete Span- nung") und die Spannung einer ungerichte- ten Hilfsantenne l T ("ungerichtete Spannung") durch zwei getrennte Empfangs- kanäle geführt werden und da¯ die Hoeh- frequenzspannungen der beiden Kanäle multiplikativ gemischt werden, worauf die als Mischprodukt, resultierende Goniometer umla. uffrequenzspa. nnung über einen ihr angepassten Bandpass der Sichtanzeigevorrich- tung zugef hrt wird.
In der Fig. 4 ist eine Einrichtung zur beispielsweisen Durchfüh rung des Verfahrens gemäss der Erfindung dargestellt. Die vom Goniometer kommende Hochfrequenzspannung wird durch einen Empfänger E1 mit so gro¯er Bandbreite gefiihrt, da. der Phasenfehler in den zugelas- senen Grenzen bleibt. Das Goniometer kann dabei mit beliebiger konstanter Umlaufzahl rotieren. Von der ungeriehteten Antenne wird die ungerichtete Hochfrequenzspannung durch einen EmpfÏnger E2 gef hrt, dessen Bandbreite beliebig sehmal eingestellt werden kann. Der Oszillator 0, (und ein eventueller zweiter Oszillator bei zweifacher Transponie rung) ist fiir beide Empfänger gemeinsam.
Die erhaltenen Zwischenfrequenzspannungen werden in einer Mischstufe i multiplikativ gemischt und das Produkt auf ein Tiefpassfilter F bezw. einen auf die Goniometerdrehzahl abgestimmten Kreis von ungefähr 3 Hz Bandbreite (z. B. mechanischer Resonator) gegeben. Die erhaltene sinusförmige Spannung von der Umlauffrequenz des Goniometers wird in bekannter Weise iiber ein Steuergerät und Verstarker St z. B. auf einen 360 Phasenmesser oder auf ein synchron mit dem Goniometer um ein Braunsches Rohr B rotierendes Ablenksystem A gegeben, wodurch die Richtung des einfallenden Senders eindeutig angezeigt wird.
Der Vorgang bei der multiplikativen Mischung ist folgender :
Durch den breiten Kanal werden die durch das Rotieren des Goniometers entstehenden zwei Zwischenfrequenzen Z + N und Z--N der Mischstufe Mi zugeleitet, wobei Z die Frequenz der Zwischenfrequenz Trägerschwingung und N die Rotationsfrequenz des Goniometers ist.
Durch den zweiten, beliebig schmal ein zustellenden Kanal wird die ungerichtete, durch die Drehung des Goniometers nicht modulierte Zwischenfrequenz-Trägerschwin- gung Z der Mischstufe Mi zugeleitet. Es wird angenommen, dass die Frequenzen durch Laufzeitunterschiede und Gleichlauffehler in den beiden Kanälen um den Winkel p verschieden gedreht werden. Zur Vereinfachung der Schreibweise werden im folgenden die Kreisfrequenzen @z und @n mit Z bezw. N bezeichnet. Die multiplikative Mischung der beiden Kanäle ergibt dann {cos (Z - N) t-cos (Z + N) t} sin (Z + ?) = Vs {sin l (2 Z-V) t+?} + sin (Nt + ? - sin {(2 Z + N) t + ?} + sin (Nt - ?).
Durch anschliessende NF-Siebung werden alle Frequenzen aul3er N abgeschnitten. Am Ausgang des Filters liegt somit eine Spannung :
V2 {sin (Nt + ?) + sin (Nt -?)} = sin Nt cos ? = cos ? ò sin ?Nt, deren Phase unabhängig vom Phasenwinkel ? ist. Hingegen ändert ihre Amplitude mit dem cos cp. Das Vorzeichen dieser Spannung, das darüber entscheidet, ob der Sender von vorn oder von hinten einfällt (Seitenbestimmung), ändert sich nicht nur mit dem Drehwinkel o) % t, sondern wenn ? > 90¯ wird, was vermieden werden muB. Die Bedingung, dass ? < 90¯ bleibt, lϯt sich leicht dadurch erfüllen, dass die Selektion nicht durch Hintereinanderschaltung vieler breiter Kreise bezw.
Bandfilter, sondern nach entsprechen- dem Transponieren in einem einzigen Kreis erzielt wird, weil dadurch bei gleicher Bandbreite die Phasendrehung am geringsten ist.
Eine Vorselektion bleibt dabei zulässig, wenn sie mindestens um eine Grössenordnung breiter ist.
Die Hochfrequenzselektion wird bei diesem Verfahren durch die Bandbreite des schmalen Kanals des Empfängers E2 be- stimmt, da infolge der multiplikativen Mischung die Amplitude der Goniometer Drehfrequenzspannung verschwindet, wenn y ?90¯ wird, was für einen frequenzbenachbarten Sender wegen der schmalen Bandbreite des Kanals E2 der Fall ist. Da also die Selektion nur durch den schmalen Kanal bestimmt wird, kann der Kanal des Emp fängers E, so breit gewählt werden, dass der abstimmungsabhängige Peilfehler beliebig klein bleibt. Dieser Kanal wird wesentlich breiter gemacht als der schmale veränder- liche Kanal im breitesten Falle.
Durch diese Massnahme werden die Anforderungen an die Gleichphasigkeit der Abstimmkreise der beiden Kanäle auf ein technisch leicht beherrschbares Mass herabgesetzt.
Das Rauschen wird bestimmt durch die Bandbreite des Tiefpassfilters bezw. des auf die Drehfrequenz des Goniometers abgestimmten Kreises nach der Demodulation.
Dessen Bandbreite braucht nur so breit zu sein, dass die Einschwingzeit der zeitlichen Änderung der Einfallsriehtung des Senders genügt, beispielsweise etwa 3 Hz.
Die für das einwandfreie Riehtdiagramm erforderliche richtige Phasenlage zwischen gerichteter und ungerichteter Spannung braucht nicht im Empfängereingang her gestellt zu werden, sondern kann im Zwischenfrequenzteil erzeugt werden, z. B. durch entsprechendes Einkoppeln des Oszillators, der auf dem einen Kana. l beispielsweise mit 45 Voreilung, auf dem andern mit 45¯ Nacheilung wirkt. Durch diese Ma¯nahme wird die Eingangsschaltung des Empfängers erheblich vereinfacht, weil die frequenzabhängigen und daher sehwierig abzugleichenden Phasenglieder fortfallen.
Ausserdem wird der Peilseitenschalter über- flüssig, da die Anzeige eindeutig ist. In Fig. 5 ist das Bild auf dem Braunschen Rohr f r die Anordnung nach Fig. 4 dargestellt.
Die zusammengedrängte Kurve 1 ergibt sich bei einem starken Sender und die breitere Kurve 2 bei einem schwachen Sender.
Es wird weiter vorgeschlagen, das Telephon T aus dem ungerichteten Kanal zu speisen. Zu diesem Zweck ist ein zweiter Oszillator Os vorgesehen, der in der Mischstufe i mit der ungerichteten Hochfrequenzspannung eine Tonfrequenz ergibt, die ber einen Verstärker V dem Telephon zugefiihrt wird. Der eingestellte Sender kann auf diese Weise von der Goniometerdrehung unbeeinflusst abgehört werden. Dies ist besonders wiehtig fiir den Empfang von Telegraphiesendern.
Handpeilung mit Gehorkontrolle kann mit der angegebenen Methode so durch gefiihrt werden dass das Telephon in den Kanal fiir die gerichtete Spannung gelegt wird.