DE678010C - Drehbare Anordnung zum Richtungspeilen mittels ultrakurzer elektrischer Wellen von Zentimeter- und Dezimeterlaenge - Google Patents

Description

• Drehbare Anordnung zum Richtungspeilen mittels ultrakurzer elektrischer Wellen von Zentimeter- und Dezimeterlänge Ultrakurze Wellen von Dezimeter- und Zentimeterwelienlänge zeigen schon eine Reihe von Eigenschaften des optischen Lichtes. Sie können vor allem durch Hohlspiegel gebündelt werden, so daß mit ihnen eine Richtungs-und Ortsbestimmung vorgenommen werden kann. Um die Richtung festzustellen, wird eine Empfangsantenne bzw. ein Empfangskreis mit einem Hohlspiegel versehen und um eine Achse drehbar aufgestellt. Die Richtung, in der der Sendekreis liegt, wird aus der Stellung größter Empfangsintensität festgestellt.
• Eine solche Anordnung läßt jedoch nur ungenau die Richtung eines Senders bestimmen, da das Maximum verhältnismäßig breit ist. Eine größere Genauigkeit läßt sich mit den sog. Minimummethoden erhalten, bei denen mit einem Richtempfangssystem die Stelle der geringsten Empfangsintensität aufgesucht. wird. Dieses Minimum kann im allgemeinen recht eng begrenzt werden und gestattet daher eine ziemlich genaue Richtungsbestimmung. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf derartige Minimummethoden.
• Der Unterschied von dem Bekannten besteht in folgendem : Bei den bekannten Anordnungen wird gegewöhnlich eine kardioidenähnliche Richtcharakteristik erzielt, bei welcher über den größten Umfang des Kreises die nahezu maximale Intensität empfangen wird, während nur an einer einzigen Stelle das Minimum auftritt. Gerade bei sehr scharfen Peilungen ist dieses Minimum so spitz, daß es leicht übersehen werden kann. Die Erfindung erzielt ein Richtdiagramm, bei welchem unmittelbar neben dem Minimum rechts und links je ein starkes Maximum vorhanden ist.
• Wird eine solche Richtanordnung irgendwo aufgestellt, so kann man bei Drehung des Empfangsgebildes bis in die Nähe der zu ermittelnden Richtung plötzlich ein starkes Ansteigen der Empfangsstärke beobachten.
• Hierdurch wird man zwangsläufig darauf aufmerksam gemacht, daß man sich nunmehr in der Nähe der wahren Peilrichtung befindet.
• Die weitere Einstellung erfolgt daim nach dem Minimum, die bekanntlich den Vorteil der größeren Genauigkeit besitzt. Durch die Erfindung werden also die Vorteile der Maximumpeilung mit denen der Minimumpeilung in ein er neuen zweckvollen Weise kombimert.
• Zum Vergleich sind in den Abb. 1 bis 3 die drei erwähnten Peilcharakteristiken nebeneinandergestellt.
• Abb. 1 zeigt schematisch die Maximummethode. M.an erkennt, daß die Punkte zwischen A und B nahezu die gleiche Empfangsstärke aufweisen, so daß eine Un. terscheidung zwischen ihnen praktisch nicht möglich ist.
• Diese Methode kann daher nur zu ganz ungefähren Richtungsbestimmungen benutzt werden.
• Abb. 2 zeigt die bekannte Minimummethode mit kardioidenförmiger Richtcharakteristik.
• Hier ist die Richtungsbestimmung viel schärfer; die Methode hat aber den Nachteil, daß über den ganzen Umfang nahezu mit gleicher Intensität empfangen wird.
• Abb. 3 zeigt schematisch eine Richtcharakteristik, bei welcher zur ungefähren Richtungsbestimmung die Äste C und D dienen, rvelche eine Maximumpeilung ähnlich derjenigen in Abb. 1 liefern. In der wahren Peilrichtung geht aber diese Maximumpeilung plötzlich in eine Minimumpeilung über, die wegen ihres scharfen Überganges besonders genau ist.
• Diese Charakteristik wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß zwei in die gleiche Richtung weisende Reflektorsysteme mit einer gemeinsamen Empfangsanordnung in Verbindung stehen und daß die Reflektorsysteme räumlich so zueinander und zur Empfangsanordnung angeordnet sind, daß für die aus der Peilrichtung einfallende ebene Welle der Gangunterschied der Hochfrequenz von den einzelnen Reflektoren zu der Empfangsanordnung 180° beträgt, so daß beim Drehen der Peilanordnung in der Pellrichtung das Minimum und zu beiden Seiten je ein Maximum auftreten. An sich ist es bekannt, Peilungen mit Hilfe von 800 phas@nverschobenen Wellenzügen vorzunehmen. Hierbei wurden aber bisher nur ungerichtete Antennen verwendet. Teilweise wurde auch der Phasenunterschied solcher ungerichteter Antennen mit einer Meßbrücke bestimmt. Eine Maximum- Minim um-Wirkung im Sinne der Erfindung wurde dabei. nicht erzielt.
• Die praktische Ausbildung erfindungsgemäßer Peilanordnungen wird an Hand der Abb.4 bis 9 erläutert. Die Anordnung in Abb.4 besteht aus zwei Empfangsspiegeln S1 und S2, die im Abstand a gemeinsam um die Achse drehbar aufgestellt sind. Sie tragen in ihrem Brennpunkt je eine Aufnahmeantenne A1 und A3. Zum Schutz gegen direkte Strahlung sind die beiden Antennen mit Hilfsreflektoren HR1 und HR2 versehen. Die Aufnahmeantennen, welche gleiche Energiebeträge aufnehmen, sind mit je einer Ultrabochfrequenzleitung L1 und L2 verbunden, die znveckmäßig mit einer wnetallischen Hülle H abgeschirmt sind. An der Stelle E befindet sich der eigentliche Empfänger. Die Leitungslängen L1 und L sind so bemessen, daß der Wegunterschied von L1 und L2 genau eine halbe Wellenlänge oder ein ungeradzahliges Vielfaches einer - halben Wellenlänge beträgt.
• Eine auf die beiden Spiegel senkrecht auftreffende Welle löscht sich also an der Stelle E aus, man hört den Sender nicht. Ist die auftreffende Welle unter dem Winkel α gegen die Verbindungsebene der Spiegel geneigt, so ergibt sich bei konstantem Spiegel abstand a und der Wellenlänge # die Größe des Phasenwinkels # zu # = 2 # # α #/#. Die Peilung wird also um so genauer, je größera und je kleiner Ä ist. Die Stelle minimaler Lautstärke tritt für den Phasenwinkel # = # auf. α wird dann α = #/2 a. Für # = 3 # stellt sich ein zweites Minimum des Empfangs ein, das aber nicht zwischen zwei großen Empfangsmaxima liegt. Die Lautstärkeverteilung in Abhängigkeit von α entspricht etwa derjenigen der Abb. 3. Die ungefähre Richtung ist demnach durch die Lage der beiden Hauptmaxima festgestellt, die genaue Peilung erfolgt dann durch Bestimmung des zwischen den Hauptmaxima gelegenen Minimums.
• Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt die Abb. 5. Die Anordnung besteht hier aus dem Empfängers mit dem Hilfsreflektor HR zur Abschirmung der direkten Strahlung und den beiden Reflektoren S1 und Ss. Der Reflektor S1 ist in dem Abstand tj =@ il der Reflektor S im Abstand 12 (n - l) # #/2 von der Empfangsröhre angeordnet. Außerdem befindet sich der Empfänger 15 im Brennpunkt der beiden Spiegel.
• Weiterhin sind die beiden Spiegel S1 und S2 so bernessen, daß sie bei senkrecht einfallender Sendewelle gleiche Intensitäten an die Empfangsröhre abgeben. Die ganze Anordnung ist ebenfalls um eine Achse drehbar zu denken. Auch ist der Abstand von Hilfsreflektor und Empfangskreis günstig zu wählen, und zwar so, daß er bei einem geschlossen. Schwingungskreis ein ganzzahliges Vielfaches der halben Wellenlänge bzw. beim offenen Schwingungskreis ein ungeradzahliges Vielfaches der Viertelwellenlänge beträgt. Die Wirkungssveise der Anordnung ist im Prinzip genau dieselbe wie die der Anordnung in Abb. I. Einer der beiden Spiegel S1 und S2 ist zweckmäßig noch in seinem Abstand zur Empfangsröhre zu variieren. Die Peilung ist dann richtig, wenn bei gleichem Abstand der beiden Spiegel maximale Lautstärke und bei einer Abstandsdifferenz gleich der halben Wellenlänge der Empfang aussetzt.
• In den Abb. 6 und 7 sind Ausführungsbeispiele dargestellt, bei denen zur Erzielung des Empfangsminimums vor die mit dem Reflektor R versehene Empfangsröhre E eine aus Metallstreifen B1 bis B2 bestehende Blende vorgesehen ist. Die durch die beiden Spalte tretenden Wellenteile interferieren nach Reflexion. an dem Reflektor R so, daß ihr Phasenunterschied an der Steile des Empfängers E I800 beträgt. Durch Drehung der gesamten Anorcb7nnlg verändert sich auch der Phasenwinkel, so daß der Sender wieder zu hören ist. Die Wirkungsweise ist demnach genau dieselbe wie die der Anordnungen in Abb.4 und 5. In Abb. 7 sind die Blenden B4 bis B6 parabolisch oder auch kreisförmig gehalten.
• In Abb. 8 ist schließlich noch eine Anordnung dargestellt, bei welcher eine Spiegelhälfte durch ein Dielektrikum D abgedeckt ist. Dadurch erhalten die die beiden Spiegelhälften treffenden Wellen ebenfalls eine Phasendifferenz von 180°. Zur Peilung im Raum sind zwei solche Anordnungen notwendig, wobei der zweite Spiegel das Dielektrikum um 90° versetzt erhält. Auch die Anordnungen in Abb. 4 und 5 können durch Verdoppelung und Drehen um 900 zur räumlichen Peilung benutzt werden (Abb. 9).

Claims (6)

1. P A T E N T A N S P R Ü C H E : I. Drehbare Anordnung zum Richtungspeilen mittels ultrakurzer elektrischer Wellen von Zentimeter- und Dezimeterlänge, dadurch gekennzeichnet, daß zwei in die gleiche Richtung weisende Reflektorsysteme mit einer gemeinsamen Empfangsanordnung in Verbindung stehen und daß die Reflektorsysteme räumlich so zueinander und zur Empfangsanordnung angeordnet sind, daß für die aus der Peilrichtung einfallende ebene Welle der Gangunterschied der Hochfrequenz von den einzelnen Reflektoren zu der Empfangsanord-Peilung 180° beträgt, so daß beim Drehen der Peilanordnung in der Pellrichtung ein Minimum und zu beiden Seiten je ein Maximum auftreten.
2. 2. Reflektorsystem für eine Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfangskreis mit zwei Reflektoren versehen ist, deren Brennweitenunterschied eine halbe Wellenlänge bzw. ein ungeradzahliges Vielfaches der halben Wellenlänge beträgt (Abb. 5).
3. 3. Reflektorsystem für eine Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle getrennter Reflektoren gegen die Peiirichtung ein gemeinsamer Reflektor mit vorgeschalteten, zwei getrennte Strahlen durchlassende Blenden vorgesehen sind (Abb.6 und 7).
4. 4. Reflektorsystem für eine Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle getrennter Reflektoren ein gemeinsamer Reflektor vorgesehen ist und die eine Spiegelhälfte mit einem Dielektrikum abgedeckt ist, dessen Dieiektrizitäts konstante und dessen Dicke so gewählt sind, daß ein Gangunterschied von an der Stelle der Empfangsröhre entsteht (Abb. 8).
5. 5. Anordnung nach Anspruch I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsröhren mit Hilfsreflektoren (HR, z. B. Abb. 4) zum Schutz gegen direkte Strahlung versehen sind.
6. 6. Anordnung nach Anspruch I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch Zweifachanordnung in zwei aufeinander senkrechten Richtungen eine Anordnung zur Peilung im Raum gebildet wird (Abb. 9).