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Funknavigati onsverfahren
Die wichtigsten bisher bekanutgewordenell
hochfrequenzelektrischen Navigationsverfahren beruhen entweder auf der Feststellung
eines Intensitätsminimums, auf dem Vergleich von Amplituden oder auf dem Vergleich
der Phasenlage von Schwingungen. Nachstehend wird das Prinzip eines neuen Navigationsverfahrens
heschrieben.
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Das Verfahren nach der Erfindung ist für frequenzdemodulierende Empfänger
bestimmt und ist dadurch gekennzeichnet, daß durch sende- oder empfangsseitige Maßnahmen
eine periodische Phasenmodulation des Antennensystems mit in den verschiedenen Richtungen
derart unterschiedlichen Phasenhüben vorgenommen wird, daß ausgezeichnete Linien
im Raum durch einen minimalen oder maximalen Wert des Phasenhubes charakterisiert
sind und daß zur Richtungsbestimmung die Größe des im Empfänger aufgenommenen Phasenhubes
ausgewertet wird.
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Der der Erfindung zugrunde liegende Entwicklungsgedanke ist die Schaffung
eines von Empfangsintensitätsunterschieden möglichst unabhängigen und damit infolge
Anwendbarkeit von Amplitudenbegrenzern weitgehend störungsfreien Navigationssystems,
das von den Nachteilen der frequenzmodulierten Svsteme frei ist, denen letzten Endes
ein wenn auch indirekter Amplitudenvergleich zugrunde liegt.
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Die Lösung der Aufgabe wurde in einer vorteilhaften Auswertungsmöglichkeit
der phasenmäßigen
Vorgänge bei gewissen Beeinflussungen von aus
Antenneneinzeldiagrammen zusammengesetzten Felddiagrammen, von denen mindestens
ein Teildiagramm eine Richtcharakteristik aufweist, gefunden, und zwar wird nach
der Erfindung eine Navigationsrichtung dadurch bestimmt, daß sie einem hierbei auftretenden
Grenzwert der Phasenhubbeeinflussung des resultierenden Felddiagrammvektors zugeordnet
wird. Es sei bemerkt, daß diese Überlegungen sowohl für Sender- als auch für Empfängerdiagramme
gelten, d. h. also für die Festlegung einer Richtung bodenseitig durch eine entsprechende
Leitstrahlung (Funkbake) ebenso wie für die Durchführung einer Richtungsbestimmung
bordseitig, etwa bei Vorhandensein nur einer Rundstrahlung, unter ausschließlich
empfangsseitiger Anwendung von Antennen mit entsprechender Richtcharakteristik und
der entsprechenden indirekten Beeinflussung von deren Empfangscharakteristiken in
Gestalt der Beeinflussung der durch diese Antennen aufgenommenen Empfangs ströme
(Zielfahrtnavigation). Zur Erläuterung der physikalischen Tatsachen, die eine solche
Verfahrensweise ermöglichen, seien zunächst in den Fig. I bis 3 die Phasenzustände
eines an und für sich bekannten Richtdiagramms untersucht.
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Das Richtdiagramm bestehe aus der ttberlagerung eines normalen Rahmendiagramms
R mit einem Runddiagramm H, und zwar sei die Speisung der Antennen so gewählt, daß
für das zusammengesetzte Diagramm die Phasenvektoren des Rahmendiagramms senkrecht
auf dem Phasenvektor des Runddiagramms stehen. Es ergibt sich dann amplitudenmäßig
das Diagramm A, wie es in Fig. I angedeutet ist.
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Wenn, wie aus der Fig. I hervorgeht, die Maximalamplitude des Rahmendiagramms
gleich der Amplitude des Runddiagramms ist, so ergibt sich ein eindeutiges Bild
des Phasenzustandes des Diagramms; dieses ist in Fig. 3 veranschaulicht. In Abhängigkeit
von einigen Werten des Richtungswinkels a sind die resultierenden Diagrammvektoren
VA dargestellt. Die in der Zeichnungsebene senkrecht nach oben verlaufende Richtung
ist mit oO angegeben. Im Uhrzeigersinne wächst der Winkel a von o bis 3600 Es ist
angenommen, daß der Phasenvektor des linken Rahmendiagrammteils gegenüber dem Runddiagrammvektor
um go0 rückwärts gedreht und der des rechten Rahmendiagrammteils um go0 vorwärts
gedreht ist. Dem Vektor des Runddiagramms sei der Phasenwinkel (p = oO zugeordnet.
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Für a = 450 z. B. ergibt sich ein resultierender Vektor VA, der mit
dem Runddiagrammvektor einen positiven Winkel einschließt, der mit 59 45° angegeben
ist. Entsprechend verhält es sich mit dem Phasenwinkel des resultierenden Diagrammvektors
VA bei anderen Werten für a mit Ausnahme von a = 1800, bei dem wiederum der Phasenwinkel
oO ist. Die Darstellung zeigt, daß der Phasenwinkel richtungsabhängig ist. Unter
den angegebenen Voraussetzungen wächst der Phasenwinkel ? von o bis 450 mit größer
werdendem Richtungswinkel a im Bereich von a = o bis a = go0, um dann wieder abzunehmen,
so daß er bei a = 1800 wiederum oO ist. Von a = I80° bis a = 2700 findet eine Rückwärtsdrehung
des Phasenvektors statt, und zwar bis zu dem Werte 7 2700 =45°. Von a = 2700 bis
a = 3600 durchläuft der Phasenwinkel die Werte -450 bis oO.
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Die phasenmäßige Richtungsabhängigkeit des resultierenden Vektors
VA ist auf den Einfluß des Rahmenvektors VR zurückzuführen. Wird z. B. die Größe
des Rahmenvektors beeinflußt, so wird in bezug auf die Winkelgröße auch die (richtungsabhängige)
Phasenbeziehung des resultierenden Diagrammvektors verändert; und zwar wird bei
größerem Betrag von VR der Phasenwinkel jeweils größer, und da der Einfluß des Rahmenvektors
auf die Phasenlage des resultierenden Diagrammvektors in Abhängigkeit von der Richtung
(dem Richtungswinkel a) verschieden groß ist, ergibt sich bei einer bestimmten Amplitudenbeeinflussung
des Rahmenvektors ein entsprechend verschieden großer Phasenbeeinflussungsgrad des
resultierenden Diagrammvektors in verschiedenen, durch a definierten Richtungen.
Nach der Erfindung werden nun die auftretenden Größt- und Kleinstwerte dieser Phasenhubbeeinflussung
zur Bestimmung einer Navigationsrichtung ausgenutzt.
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Die Beeinflussung des Rahmenvektors kann in der verschiedensten Art
und Weise erfolgen, wie etwa Fig. 2 veranschaulichen möge. Es sind drei typische
Beeinflussungsbeispiele gezeigt. Der obere Beeinflussmigsvorgang Ma hat die Form
eines harmonischen Schwingungsverlaufes, die Beeinflussung Mo ist eine Tastung vom
modulationslosen Zustand in einen Beeinflussungszustand nur eines bestimmten Vorzeichens,
und der Vorgang Mc entspricht der Beeinflussung durch + ---Tastung (Umtastung).
Wird nun das Rahmendiagramm, wie zunächst angenommen sein möge, amplitudenmäßig
beeinflußt, so würde dem Beeinflussungsvorgang Ma ein stets hin und her schwankender
Phasenwinkel des resultierenden Vektors VA entsprechen.
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Bei der BeeinflussungsformMe würde es sich um eine Phasenumtastung
handeln und bei der Beeinflussungsart Mb um die Erzeugung eines bestimmten richtungsabhängigen
Phasenzustandes im Tastrhythmus, wobei im ungetasteten Zustand bei der vorausgesetzten
Feldcharakteristik ein phasenindifferentes Diagramm, nämlich das Runddiagramm H
allein, vorhanden ist.
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Nach den aus Fig. 2 ersichtlichen Verhältnisssen wird sich für den
Beeinflussungszustand in der Zeit tm (Iha = Mb = Mc) für alle drei verschiedetien
Beeinflussungsarten ein und derselbe Phasenzustand ergeben, und zwar wird sich entsprechend
dem angenommenen positiven Beeinflussungswert ein Phasenwinkel ergeben, dessen Entstehungsrichtung
vom modulationslosen Zustand aus durch die Pfeilrichtung in Fig. 3 versinnbildlicht
ist. Ein Vergleich der Pfeilrichtungen auf der rechten Seite (a= oO bis a = 1800)
mit denjenigen der linken Seite (a = 1800 bis a = 3600) verdeutlicht, daß auf der
rechten Seite infolge dieser dem Vorzeichen nach eindeutigen Beeinflussung ein Phasenvorhuh
des
resultierenden Diagrammvektors VR gegenüber einem Phasenrückhub auf der anderen
Seite erfolgt ist.
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Für das der bisherigen Betrachtung zugrunde gelegte Felddiagrammbeispiel
läßt sich für den resultierenden Diagrammvektor der Abhängigkeitsgrad seiner Phasenlage
von einer solchen Beeinflussung, wie Fig. 4 zeigt, in anschaulicher Weise darstellen.
Auf der Ordinate ist die Phasendifferenz X (p a = f a(M=MTnaXj(pa (M=o) wobei oa(M=Mmax)
den Phasenwinkel bei der auftretenden positiven Maximalamplitude der Beeinflussung,
wie in Fig 2 im Zeitpunkt tm, und ça(M=O) den Phasenwinkel im Augenblickszustand
Beeinflussung = Null (Beeinflussungsausgangszustand) bedeutet, im Winkelmaß aufgetragen;
gleichfalls im Winkelmaß sind die Werte des Richtungswinkels a auf der Abszisse
aufgetragen. Nach Voraussetzung wird im vorliegenden Falle das Rahmendiagramm amplitudenmäßig
beeinflußt, der Beeinflussungsausgangszustand ist gekennzeichnet durch R'= o, wobei
R' den die Feldintensität des Rahmendiagramms kennzeichnenden absoluten Größtwert
des Diagrammvektors bedeutet. Ist der modulationsmäßig auftretende Maximalbetrag
R des Vektorgrößtwertes R' gleich der Größe H des Runddiagrammvektors, so ändert
sich d gj, mit a nach dem Verlauf der Kurve 1.
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In der gleichen Diagrammdarstellung sind auch die Werte A des resultierenden
Vektors VA, also die Amplitudenwerte des Felddiagramms für den gleichen Beeinflussungszustand
eingetragen; die Amplitude verändert sich mit a nach dem Verlauf der Kurve AI.
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Die Kurven II bzw. AII gelten für das Größenverhältnis H/R = I,25
und die Kurven III bzw. Am für das Größenverhältnis HIR 0,75. Bei der Berechnung
der WerteT wurde davon ausgegangen, daß in den Fällen II und III die gesamte Feldintensität
jeweils gleich der Intensität im Falle I ist; das heißt, für den Sender ist die
abgegebene Leistung in allen drei Fällen gleich groß.
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Die Kurven verdeutlichen, daß bei a = I800 und a = o bzw. 3600 sowie
bei a = 90 und 2700 der die Richtung bestimmende Grad der Phasenempfindlichkeit
des Diagrammvektors Grenzwerte aufweist.
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Die Schärfe der Richtungsbestimmung hängt, wie ohne weiteres ersichtlich
ist, von der Steigung der Kurven I, II und III in der Nähe der (positiven oder negativen)
Maximalwerte bzw. der Nullwerte ab. Im vorliegenden Falle verläuft in dieser Beziehung
die Kurve am günstigsten in der Nähe der Nulldurchgänge; es eignen sich daher diese
Grenzwerte, also die Nullwerte, am besten für die Bestimmung und Festlegung einer
Navigationsrichtung.
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Bei einem Beeinflussungszustand infolge einer dem Absolutwert nach
gleich großen, dem Vorzeichen nach jedoch entgegengesetzten Beeinflussung würden
die a -Kurven spiegelbildlich zur Abszissenachse verlaufen. Es könnten also durch
Einzeichnung dieser Spiegelbildkurven leicht die Vorgänge, z. B. bei einer Umtastung
gemäß Beeinflussungsbild MC in Fig. 2, veranschaulicht werden, wobei dann das Zeichnungsbild
so aufgefaßt werden müßte, daß die einander entsprechenden Kurven in Abhängigkeit
von der Umtastung abwechselnd vorhanden sind. Es ergeben sich also bei der Umtastung
Phasensprünge, die jeweils doppelt so groß wie die durch die einfache Tastung Mb
hervorgerufenen sind.
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Die d w -Verlaufskurven lassen erkennen, daß man bei Grenzwerten,
d. h. positiven oder negativen Maximalwerten und Nullwerten, des zur Richtungsbestimmung
ausgenutzten Phasenhubes solche unterscheiden kann, zu deren beiden Seiten, im Kurvenbild
betrachtet, die d ? -Verlaufskurven nicht spiegelbildlich verlaufen. Bei diesen
die Navigationsrichtung bestimmenden Grenzwerten des Phasenbeeinflussungsgrades
ist demgemäß eine eindeutige Kennung der Seitenabweichung möglich. Es muß zu diesem
Zweck die Richtung des zu einem definierten Zustandswechsel der Phasenbeeinflussung
des Feldes gehörigen Phasenhube!s festgestellt und aus ihr und den bekannten einzelnen
Phasenbeziehungen des Feldes die Seitenabweichung hergeleitet werden.
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Darüber hinaus ermöglicht die Kenntnis des Verlaufes der Kurven im
einzelnen, natürlich bei bekannter Größe der Phasenbeeinflussung, den Winkelbetrag
der Seitenabweichung aus dem Verhältnis des festgestellten Wertes zum Extremwert
des Phasenbeeinflussungsgrades abzuleiten.
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In der Regel wird bei den verschiedenen Navigationsverfahren zur
Beeinflussung der eine Richtcharakteristik aufweisenden Antennenfelder eine Umtastung
vorgenommen und durch unterschiedliche Länge der Zeichen eine Seitenkennung definiert.
Um in ähnlicher Weise bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Seitenkennung definitionsmäßig
festlegen zu können, wird zweckmäßig der relativen Länge eines Tastzeichens ein
dem Vorzeichen nach bestimmter Phasenzustandswechsel zu Beginn des Zeichens zugeordnet.
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Die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu verwendenden
Empfangsanlagen müssen nach Voraussetzung die Anzeige eines Phasenbeeinflussungsgrades,
d. h. eines Phasenhubes, ermöglichen. Als Empfangsgerät für die neue Navigationsmethode
können also normale Frequenzmodulationsempfänger benutzt werden, die gegebenenfalls
zusätzlich der Aufnahme anderer Signale oder Nachrichten dienen können.
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Zur Erläuterung der Phasendemodulationsmethode seien die interessierenden
Vorgänge in einem solchen Empfangsgerät bei der erfindungsgemäßen Richtungsbestimmung
an Hand der schematischen Kurvenbilder der Fig. 5 kurz besprochen. Es ist vorausgesetzt,
daß die Phasenbeeinflussung des Antennenfeldes durch Umtastung eines Teildiagramuis
erfolgt. Der Phasenwinkel des resultierenden Diagrammvektors wird demgemäß, wie
Kurve a zeigt, im Zeichenrhythmus um einen Mittelwert hin und her pendeln. Die Dauer
des dargestellten Zeichens ist mit Tz angegeben. In Abhängigkeit von der Geschwindigkeit
des Umtastvorganges selbst und von den Dämpfungsverhältnissen der Abstimm- und
Filterkreise
im Sender und Empfänger wird der Phasenwinkelwechsel, wie er an der Wandlerstufe
des Frequenzdemodulators in Erscheinung tritt, nicht augenblicklich, sondern in
einem kurzen Zeitintervall A tui bzw. tU2 erfolgen. Der Übergang von einem Phasen
zus tand in den anderen bedeutet eine vorübergehende Frequenzänderung der Trägerwelle,
die etwa so, wie Kurve b zeigt, aufzufassen ist. Der dem Phasenwechsel entsprechende
Frequenzhub ist mit df bezeichnet, und der diesem Frequenzhub proportionale Spannungsimpuls
der Demodulationsspannung UDem ist aus dem Verlauf der Kurve c ersichtlich. Wie
bei der Untersuchung der verschiedenen Phasenzustände des zusammengesetzten Felddiagramms
klargestellt wurde, entspricht einer bestimmten Teildiagrammbeeinflussung eine definierte
Phasenwinkeländerung des resultierenden Diagrammvektors. Bei der Umtastung tritt
entweder Phasenvorhub oder -rückhub auf und demzufolge eine vorübergehende Frequenzerhöhung
oder -erniedrigung bzw. ein gegenüber der mittleren Demodulationsspannung UO gemessener
positiver oder negativer Spannungsimpuls.
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Aus dem Vorzeichen dieses Spannungsimpulses kann also die Seitenabweichung
eindeutig hergeleitet werden, wenn alle sonstigen Beziehungen definiert sind. Die
sich ergebenden, durch ihre Vorzeichen und ihre unterschiedliche zeitliche Aufeinanderfolge
voneinander unterscheidbaren Impulse können nun z. B. in an sich bekannter Weise
zur Zuckanzeige unmittelbar ausgewertet werden; für die Einrichtung einer Hör- oder
Dauersichtanzeige sind zusätzliche Mittel erforderlich, wie sie für ähnliche Zwecke
bereits vorgeschlagen worden sind.
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Dem erfindungsgemäßen Verfahren sind, wie aus vorstehendem hervorgeht,
die gleichen grundsätzlichen Vorteile wie dem allgemeinen Sende- und Empfangsverfahren
mit frequenzmodulierten Wellen eigen. Amplitudenschwankungen und die amplitudenmäßig
sich auswirkenden Störüberlagerungen der empfangenen Welle beeinträchtigen also
die erfindungsgemäße Richtungsbestimmung nicht. Nun ist aber, wie für das gewählte
Diagrammbeispiel die in Fig. 4 dargestellte Kurvenschar verdeutlicht, festzustellen,
daß die theoretisch höchstmögliche Schärfe der Kurslinienfestlegung bzw. die Genauigkeit
der Richtungsbestimmung unter sonst unveränderten Bedingungen nicht mit einer konstanten
Größe der Feldintensität in der entsprechend der Erfindung durch zl = o definierten
Richtung zusammenfällt. Es ist vielmehr so, daß der größeren Schärfe eine kleinere
Feldintensität in der Kurslinienrichtung zugeordnet ist. Bei gegebenen sonstigen
Bedingungen wird sich daher bei einem solchen Felddiagramm zur Erzielung einer höchstmöglichen
Genauigkeit ein praktisch günstigster Wert für das Teilintensitätsverhältnis IJIR
ergeben.
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Der als Rahmendiagramm bezeichnete Teil des erörterten Felddiagramms
entspricht der Feldcharakteristik von zwei gegenphasig gespeisten Einzelstrahlern,
deren Entfernung d voneinander etwas weniger als die halbe Wellenlänge beträgt.
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Um diesem Rahmendiagramm ein Runddiagramm zu überlagern, muß eine
symmetrisch zu den beiden genannten Antennenleitern angeordnete Antenne ohne Richtcharakteristik
in der Navigationsebene vorgesehen werden, was etwa in der durch Fig. 6 veranschaulichten
Weise erfolgen kann. Die beiden Antennenleiter Dl und Dr erzeugen das Rahmendiagramm,
die mittlere Antenne, das Runddiagramm. Zur Erlangung der vorausgesetzten go0-Phasenbeziehung
zwischen den Teildiagrammvektoren VH und VR im Fernfeld, wie sie z. B. in Fig. I
schematisch angedeutet ist, muß der Antennenstrom des einen Richtdiagrammantennenleiters
mit dem der Runddiagrammantenne gleichphasig, der des anderen gegenphasig sein.
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Bei dem vorausgesetzten Diagramm ist die nach der Erfindung definierte
Richtungsbestimmung innerhalb eines Winkelsektors von I800 eindeutig.
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Es kann nun auf Kosten der Eindeutigkeit der Richtungsbestimmung in
einem bestimmten Winkelsektor auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Genauigkeit
der Richtungsbestimmung (Leitstrahlschärfe) ähnlich wie z. B. bei Amplitudenvergleichsverfahren
erhöht werden. Zu diesem Zweck muß die gegenseitige Entfernung d der Richtdiagrammantennenleiter
vergrößert werden. Wird d z. B. gleich dem 5,75 fachen der Wellenlänge gemacht,
so gelten die in Fig. 4 dargestellten Verlaufkurven für X <p statt innerhalb
eines Winkelsektors von 3600 in einem Bereich von nun 200; das heißt, dadurch wird
eine Isfache Richtverschärfung erzielt. Das genannte Mittel läßt auch bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren ohne Feldstärkeverlust in der Kurslinienrichtung eine beliebige Genauigkeitssteigerung
der Richtungsbestimmung zu.
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Die den bisherigen Erläuterungen des neuen Richtungsbestimmungsprinzips
zugrunde gelegten Felddiagramme sind nur als ein Beispiel anzusehen.
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Einige weitere Kombinationen von Felddiagrammen sollen verdeutlichen,
daß mit anderen an sich bekannten Antennensystemen bei entsprechender Speisung ebenfalls
günstige Bedingungen für die Richtungsbestimmung nach dem neuen Verfahren erreicht
werden können.
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Als zweites Beispiel sei das im Prinzip aus zwei räumlich und phasenmäßig
um go0 gegeneinander versetzten Rahmendiagrammen bestehende sogenannte Drehfeld
gewählt. In Fig. 7 a ist das Amplitudendiagramm Rl und R2 dargestellt; in Fig. 7
b zeigt die Kurve I das Kurvenverlaufsbild für i1 wenn der Beeinflussungsvorgang
wiederum beispielsweise durch eine Amplitudenbeeinflussung, und zwar des Felddiagramms
Rl, bewirkt wird.
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Nach der eingeführten Bezeichnungsweise ist R,' = 0 bis R,' = R,,
R2, = 7f2 = const. und R,/R2 = I. Der Phasensprung zl bei einer Phasenumtastung
R,' - -R, bis Rl' = + R, würde das Doppelte des im Diagrammbild angegebenen X 5n
-Wertes betragen.
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Außer den jeweils eine Navigationsrichtung bestimmenden Nulldurchgängen
der zu Kurve bei a = o bzw. 3600 und a = ISoO weist die Kurve noch Maximalwerte
bei a = go0 und a = 2700 auf, die ebenfalls im Sinne der Erfindung als die Navigationsrichtung
bestimmende Grenzwerte von
ausgewertet werden können. Die Unstetigkeit
der Kurve an den letztgenannten Stellen kennzeichnet den physikalischen Umstand,
daß in dieser Richtung die Phasenbeeinflussung des resultierenden Diagrammvektors
von den unmodulierten Teildiagrammen unabhängig ist.
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Als drittes Beispiel sei ein Felddiagramm beschrieben, das durch
Überlagerung eines Drehfeldes mit einem Runddiagramm H entsteht. Der Phasenwinkel
zwischen dem Runddiagrammvektor V11 und dem Rahmendiagrammvektor VOR 2 im oberen
Teil des Antennenfeldes beträgt o°. Der 2 Q) -Verlaufskurve II in Abb. 7 b liegen
folgende Werte zugrunde: 77 = H = const., R,' = o tbis R1 = T1. R, = R2, = const.,
li, HIR1 771R2 = H/R2, = 0,75; Kurve III: H' = H = const., R1, = O bis R,' R2,=R2=const.,
R2=R1, HIR1= 7/R = I; Kurve IV: H' = r77 = const.,R,' = o bis R,' = R1, R,.
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R2' = R2 = const., R2=R,, H/R1= 7/R2= 1,25.
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Das vierte Beispiel, das durch die Bilder der Fig. 8 a und Sb veranschaulicht
wird, weist gegenüber den beiden vorhergegangenen den Unterschied auf, daß der Phasenwinkel
zwischen dem Runddiagrammvektor V11 und dem Rahmendiagrammvektor VR2 90D ist.
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Kurve I: H' = H = const., R,' = o bis R,' = R2' = R2 = const., R2
= R,, 77/R, = HIR2 = 0,75; Kurve II: wie vorher, jedoch HIR, = 77/R2 = 1.
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KurveIII: wie vorher, jedochH/R,=77/R2 = I,25.
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Bei allen vorstehend erläuterten Diagrammbeispielen wurde vorausgesetzt,
daß jeweils eins der Teilfelder amplitudenmäßig beeinflußt wird. An die Stelle der
Amplitudenbeeinflussung kann zur Erzielung des im Endresultat gleichen Zwecks, wie
z. B. aus Fig. 3 leicht ersichtlich ist, auch eine entsprechende Phasenbeeinflussung
des Teilfeldes treten; an die Stelle der Veränderlichkeit der Größe des Teildiagrammvektors
VR tritt dann eine entsprechende Drehung des seiner Größe nach konstanten Vektors.
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Ist die Aufgabe zu lösen, ein Antennenfeld der beschriebenen Art
bzw. seine sich nach dem neuen Verfahren bestimmende Richtcharakteristik in der
Navigationsebene zu drehen, etwa zur Veränderung einer I,eitstrahlrichtung, zur
Ausstrahlung einer rotierenden Kurslinie oder zur Durchführung einer Peilung, so
wird es in der Regel vorteilhaft sein, unter Verwendung eines Adcocks-Systems mittels
der Rotorspule der Goniometer anordnung die Drehung des Antennenfeldes durchzuführen.
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Ein mit Vorteil etwa für eine solche Drehung der gemäß der Erfindung
definierten Richtung eines Drehfeldes verwendbares Ausführungsbeispiel einer Goniometeranordnung
stellt Fig. g schematisch dar.
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Die zum Strahlerpaar S1 des Goniometers gehörige Statorspule I ist
gegenüber der zum Strahlerpaar 53 gehörigen Statorspule 2 entkoppelt angebracht.
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Ebenfalls gegenseitig entkoppelt sind die beiden Rotorspulen der Goniometeranordnung,
von denen die Spule 3 über den Kanal I und die Spule 4 über den Kanal II mit dem
Sende- bzw. Empfangsgerät verbunden sind. Im Kanal 1 liegt ein Phasenschieber 5
zur Erzielung der für das Drehfeld charakteristischen 90°-Phasenverschiebung der
Antennenströme; im Zuge des Kanals II liegt die Modulationsanordnung 6 zur Beeinflussung
des einen Teildiagramms. Diese Modulationseinrichtung kann im einfachsten Falle
aus Umpolkontakten zur Durchführung einer +-Umtastung bestehen.
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Bei einer Drehung der Rotorspule um einen bestimmten Winkelbetrag
wird das Drehfeld des Antennensystems bzw. seine dem neuen Verfahren entsprechende
Richtcharakteristik um den gleichen Winkelbetrag gedreht, wobei es mit Hilfe der
Älodulationsanordnung möglich ist, die für die erfindungsgemäße Richtungsbestimmung
erforderliche Phasenbeeinflussung des Drehfeldes durchzuführen.
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Bei der Erzeugung einer solchen drehbaren Kurslinie sind die Kanäle
I und II an die gleiche Hochfrequenzspannung angeschlossen; beim Empfang dienen
die Anordnung 5 und 6 in den beiden Kanälen zur Beeinflussung der aufgenommenen
Antennenströme, also zur indirekten Beeinflussung des Antennenfeldes.
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Die auf vorstehenden Seiten beschriebenen Diagrammbeispiele lassen
erkennen, daß die mannigfaltigsten Abwandlungen in der Zusammensetzung der Felder,
die sich für das neue Navigationsverfahren eignen, möglich sind. Davon abgesehen
kann auch die Durchführung der zur Richtungsbestimmung erforderlichen Phasenbeeinflussung
des resultierenden Diagrammvektors in verschiedener Weise vorgenommen werden. Von
der erwähnten Amplituden- oder Phasenbeeinflussung eines einzelnen Richtdiagramms
abgesehen, kann gegebenenfalls z. B. auch eine entsprechende Beeinflussung des zugehörigen
Runddiagramms erfolgen. Ferner muß die vorteilhafte Möglichkeit erwähnt werden,
gleichzeitig mehr als eins der Teildiagramme,gegebenenfalls gegenphasig, zu beeinflussen,
um günstige Bedingungen für die Richtungsbestimmung zu erlangen. So kann es z. B.
besonders vorteilhaft sein, in einer Anordnung nach Fig. g die Abwandlung zu treffen,
daß nicht nur in einem Kanal ein steuerbares Phasenbeeinflussungsglied (6) vorhanden
ist, sondern daß unter Weglassung des festen go0-Phasenschiebers je ein solches
steuerbares Glied in beiden Kanälen angeordnet ist. Diese beiden Beeinflussungsorgane
können dann in der Weise gegenphasig arbeiten, daß das eine etwa eine Phasendrehung
von + 450 auf --450 bewirkt, während das andere eine Phasenvorwärtsdrehung von 450
auf + 450 hervorruft, so daß die für das Drehfeld charakteristische 90°-Phasenverschiebung
der Speiseströme im Beeinflussungsausgangszustand stets vorhanden ist. Die verhältnismäßig
geringe, durch Steuerung bewirkte Phasenbeeinflussung in jedem der Kanäle ist in
vielen Fällen vorteilhafter als die Phasendrehung um den doppelten Betrag in nur
einem Kanal.