Einrichtung zur direkten Anzeige der Einfallsrichtung elektromagnetischer Wellen.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur direkten Anzeige der Einfallsrichtung elektromagnetischer Wellen.
Einrichtungen zur Bestimmung der Ein falisrichtung elektromagnetischer Wellen bestehen gewöhnlich aus einer Empfangsantennenanlage des Rahmentypes, die gedreht wird, bis das empfangene Zeichen ein Minimum ist. Die Anzeige der gewünschten Richtung wird durch verschiedene Erscheinungen beeinflusst, derart, dass eine weseni- liche Beeinträchtigung der Anzeige auftreten kann. Unter den verschiedenen Ursachen dieser Ungenauigkeit in der Minimumanzeige sind der sogenannte"Nacht-Effekt"und der "Flugzeug-Effekt"zu nennen, die ihrem Wesen nach bekannt sind.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Grössen der Komponenten des elektrischen und des magnetischen Feldvektors in drei senkrechten Richtungen zu bestimmen, woraus die absolute Richtung des elektrischen und magnetischen Feldvektors im Raum berechnet werden kann. Die Ausbreitungsrichtung steht dann senkrecht zu der Ebene, die die Richtungen des magnetischen und des elektrischen Feldvektors enthält, und die Projektion der Ausbreitungsrichtung auf eine horizontale Ebene gibt die Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Wellen in dieser Ebene an.
Wenn zwei oder mehr elektromagnetische Felder derselben Frequenz vom selben Sender so ausgestrahlt werden,. dass ihreAusbreitungsrichtungen in einer vertikalen Ebene Siegen, wie z. B. die Raum- und die Bodenwelle, und wenn innerhalb eines kleinen Bereiches, in dem die Dipol-Antennen und die Rahmenantennen angeordnet sind, die Felder in Phase sind, so ergibt sich aus dem resultierenden Feld eine Ausbreitungsrichtung, die ohne azimu- talen Fehler ist. Sind die Felder nicht in Phase, so wird durch die Zusammensetzung der Polarisationsellipsen ebenfalls das Azimut mit ausreichender Genauigkeit erhalten.
Zweck vorliegender Erfindung ist, eine einfache Einrichtung zu schaffen, die wenig Platz beansprucht und eine direkte Anzeige der Einfallsrichtung elektromagnetise, her Wellen gibt, wobei"Nacht-Effekt"und "Flugzeug-Fehler"ausgeschaltet sind.
Erfindungsgemäss ist die Einrichtung zur direkten Anzeige der Einfallsrichtung elek tromagnetis cher Wellen gekennzeichnet durch eine horizontale und eine vertikale Dipol Antenne, die an gekreuzte Ablenkorgane eines Xathodenstrahloszillographen angeschlossen sind, weiter durch eine vertikale und eine horizontale Rahmenantenne, die ebenfalls an gekreuzte Ablenkorgane eines lÇathodenstrahl- oszillographen angeschlossen sind, wobei mindestens die horizontale Dipol-Antenne und die vertikale Rahmenantenne auf einer gemeinsamen Spindel angeordnet sind, die um eine vertikale Achse drehbar ist, ferner durch ein Anzeigemittel, um die Stellung der letztge nannten Rahmenantenne und der letztgenannten Dipol-Antenne anzuzeigen, das-Ganze derart,
dass die Ausbreitungesrichtung der empfangenen Welle in der horizontalen Ebene direkt vom genannten Anzeigemittel abgelesen werden kann, wenn die Hauptachsen der beiden oszillographierten Ellipsen gleiche Lage einnehmen.
Die gleiche Kathodenstrahlröhre kann für die Rahmenantennen und die Dipol-Anteunen vorgesehen werden, wenn man Schaltmittel verwendet, durch die die Dipol-Anteunen und Rahmenantennen abwechselnd an die Ablenkorgane dieser Kathodenstrahlröhre gelegt werden. Geschieht diese Umschaltung genügend schnell, so erscheinen die beiden Ellipsen gleichzeitig auf dem Schirm der ge- nannten Röhre. Als direktes Anzeigemittel der Stellung der Spindel, wenn die Achsen der Ellipsen zusammenfallen, kann ein auf genannter Spindel angebrachter Zeiger, der über einer mit Gradeinteilung versehenen Skala angeordnet ist, benutzt werden.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels gemäss der Erfindung,
Fig. 2 ein erläuterndes Diagramm zu Fig. 1,
Fig. 3 eine Abänderung der in Fig. 1 gezeigten Anordnung, und zwar nur die eine Hälfte (Rahmenteil).
Wie Fig. 1 zeigt, werden vier Empfangsantennen benutzt, nämlich zwei Dipol-Antennen und zwei Rahmenantennen, von denen je die eine vertikale und die andere horizontal angeordnet ist. Diese vier Antennen können auf der gemeinsamen Spindel 62 angebracht und durch irgendein automatisches Mittel oder von je Hand betätigt werden. Die Anten- nen 20 und 21 sind mit den Verstärkern 51 und 52 verbunden, die ihrerseits über zwischengeschaltete Relaiskontakte 58 und 59 mit den die Ablenkung beeinflussenden Teilen einer radiogoniometrischen Anzeigeeinrichtung verbunden sind. Die Ströme dieser Antennen erzeugen auf dem Schirm eine im allgemeinen ellipsenförmige Anzeige 56 mit einer wohldefinierten Achse.
Die Rahmenantennen 10 und 12 sind in ähnlicher Weise mit : Hochfrequenzverstärkern 54 und 53 verbunden, die ihrerseits an die gleichen Ablenkorgane des genannten Oszillographen angelegt werden, und zwar über Relaiskontakte 60 und 61, jedoch wechselweise mit den Dipol-Antennen. Diese Rahmenantennen ergeben eine ellipsenförmige Anzeige 57 auf dem Schirm.
Die Vertauschung der Anschlüsse wird durch irgendeine geeignete Anordnung bekannter Art mit einer Geschwindigkeit von beispielsweise 1/20 bis 1120 sek vorgenommen.
Die beiden ellipsenförmigen Anzeigen werden nacheinander getrennt auf dem Schirm des Oszillographen wiedergegeben und entsprechen dem Empfang des elektrischen bezw. magnetischen Feldes. Das gesamte Antennensystem wird durch die gemeinsame Spindel 62 gedreht, wobei die beiden Anzeigen ihre Grösse und Lage auf dem Schirm ändern, jedoch schmale Ellipsenform beibehalten.
Fig. 2 zeigt, dass, wenn die Achsen der Anzeige durch die Drehung des Antennensystems zum Zusammenfallen gebracht wer den, die Fortpflanzungsrichtung festgelegt ist. Die Ausbreitungsrichtung P verläuft im Raume senkrecht zu den Richtungen der Vektoren E und M und damit auch zur Ebene dieser Vektoren. Das Schirmbild des Oszillographen ist nichts anderes als die Vertikalprojektion der Vektoren E und M auf die Ebene, welche durch die Antenne 20 und 21 geht. Durch Drehen der Achse 62 wird daher die Aufzeichnungsebene gedreht, bis die Projektionen von E und M die gleiche Richtung haben. Dies ist dann der Fall, wenn die Aufzeichnungsebene mit jener Vertikalebene, die die Richtung P enthält, zusammenfällt. E und M projizieren sich dann in die Spur ihrer Ebene mit der Vertikalebene durch P. Diese Bildebene ist in Fig. 2 dargestellt.
Der Winkel 0 der Richtung P mit der je Horizontalen H ist gleich dem Win- kel der gemeinsamen Projektion der Vektoren E und M mit der Vertikalen V. Auf dem Schirm des Oszillographen ist daher dieser Winkel gleich dem Winkel der übereinandergelagerten Anzeigen mit der Vertikalachse des Schirmes.
Die Ausbreitungsrichtung der Welle in der Horizontalebene kann an der festen Platte 64 abgelesen werden, die eine Gradeinteilung trägt, auf der sich der bewegliche Zeiger 65 bewegt. Dieser Zeiger ist rnit der gemeinsamen Spindel 62 des Antennensystems fest verbunden, und die Anzeige wird abgelesen, wenn die beiden ellipsenförmigen Diagramme auf dem Schirm des Oszillographen zusammenfallen.
In Abänderung der vorstehend erläuterten Anordnung kann, wie Fig. 3 zeigt, die Einrichtung folgendermassen getroffen werden, wobei bemerkt sei, dass Fig. 3 nur die Einrichtung für die Rahmengruppe zeigt, so dass für die Dipol-Gruppe eine gleiche Anordnung vorzusehen ist.
Die von den Rahmen 10 und 12 aufgenommenen Signale werden dem der Rahmengruppe zugeordneten Verstärker 53 getrennt über die Umschaltanordnung 68 zugeführt.
Die getrennten Signale werden, nachdem sie den Verstärker 53 durchlaufen haben, über eine Umschaltanordnung 69, die mittels der Synchronisiereinrichtung 72 mit der Umschaltanordnung 68 synchronisiert ist, getrennt über Filterstromkreise 70 und 71 den Ablenkorganen des Oszillographen 55 zugeführt. Die Filterstromkreise 70 und 71 sollen die von der Schaltfrequenz herrührenden Seitenfrequenzen aussieben, so dass die Emp fangsschwin gungen gleichzeitig an den Ablenkorganen des Oszillographen 55 erscheinen.
Die Arbeitsweise der obigen Anordnung entspricht der Anordnung nach Fig. 1, mit dem Unterschied, dass die Signale von den Antennen 10 und 12 mittels der Umschaltvorrichtung 68 abwechselnd einem einzigen Verstärker zugeführt werden. Die Filterstromkreise 70 und 71 haben ihrerseits die Aufgabe, die von der Umschaltung herrührenden Seitenbänder auszusieben, so dass nur die Empfangs frequenz durchgeht. Diese existiert dann in beiden dem Oszillographen zustrebenden Kanälen gleichzeitig.
Die vorstehend angegebenen Empfangs antennenanlagen sind als Dipole bezw.
Rahmen bezeichnet; es ist einleuchtend, dass jede Empfangsantennenanlage, die nur durch das elektrische Feld beeinflusst wird, als
Dipol benutzt werden kann, und jede Emp fangsantenneneinrichtung, die nur durch das magnetische Feld beeinflusst wird, als
Rahmen benutzt werden kann, so dass die
Ausdrücke Rahmen" und Dipole" auch der- artige Empfangs antenneneinrichtungen um fassen.