DE1926259A1

DE1926259A1 - Ferritkreuzrahmen fuer Peilempfaenger

Info

Publication number: DE1926259A1
Application number: DE19691926259
Authority: DE
Inventors: Benoit Dipl-Ing Peter
Original assignee: C Plath GmbH Nautisch Elektronische Technik
Current assignee: C Plath GmbH Nautisch Elektronische Technik
Priority date: 1969-05-22
Filing date: 1969-05-22
Publication date: 1970-11-26
Also published as: DE1926259B2; DE1926259C3

Description

Ferritkreuzrahmen für Peilempfänger Die Erfindung betrifft einen Ferritkreuzrahmen bestehend aus Induktionswicklungen tragenden Ferritstäben und einer Hilfsantenne, wie er bei Peilempfängern Verwendung findet.
Ferritantennen sind in Form von meist engbewickelten Platten oder Stäben bereits seit längerer Zeit bekannt (DAS 1 287 169).
Für Goniometerpeiler oder Doppelkanalpeiler sind bisher gekreuzte Richtantennensysteme mit Ferritstäben in der Weise aufgebaut worden, daß man die gekreuzten Stäbe in zwei verschiedenen, aber parallelen Ebenen anordnete (Telefunken Zeitung 37, 1964, Heft 1). Verwendet man für jede Richtung der gekreuzten Antennen jeweils nur einen Stab, z.B. um an Gewicht oder Platz zu sparen, so mußte bisher die Hilfsantenne in einem der zwischen den Stäben gebildeten Winkel, also außerhalb der Systemmitte exzentrisch herabgeführt werden. Durch diese Art des Hilfsantennenanschlusses werden erhebliche Peilfehler verursacht. Sie treten selbst dann auf, wenn die Zuleitung zur Hilfsantenne über abgeschirmte Kabel erfolgt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu vermeiden und den Ferritkreuzrahmen so auszubilden, daß derartige Peilfehler wegfallen.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in einem zentralen prismatischen oder zylindrischen Ferritblock, gegen welchen im gleichen Winkelabstand radial nach außen gerichtete Ferritstäbe angepresst sind, und welcher eine zur Ebene der Stäbe senkrechte Bohrung aufweist, durch die die Hilfsantenne bzw. deren Anschlusskabel geführt ist.
Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung des Ferritkreuzrahmens sind sämtliche Ferritstäbe in einer einzigen Horizontalebene angeordnet und an das ZentraLstück angeschlossen, das ebenfalls aus hochpermeablen Ferrit besteht, durch dessen Vertikalbohrung das Hilfsantennenkabel ohne Störung des Peilempfangs senkrecht nach unten geführt wer den kann. in der Regel wird ein solcher Ferritkreuzrahmen aus vier im Winkel von 90° nach außen gerichteten Ferritstäben gebildet. Im Rahmen der Erfindung aiad jedoch, bei eatsprechender husgestaltung des zentralen Ferritblocks natürlich auch Anordnungen mit mehr, z.B. 6 oder 8 in gleichem Winkelabstand radial nach außen gerichteten Ferritstäben denkbar.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Induktionswicklungen diametraler Ferritstäbe als in der Mitte beginnende und endigende Kreuzwicklungen mit relativ geringer Windungszahl in Serien- oder Parallelschaltung ausgeführt sind. Hierdurch wird in einem sehr breiten Frequenzbereich eine weitgehend konstante und niedrige Antennen-Impedanz erzielt. Die Erfindung geht hierbei davon aus. daß hochpermeable Ferrite das magnetische Feld über einen weiten Frequenzbereich konzentrieren und es möglich sein muß, diese Energie breitbandig aus dem Feld auszukoppeln.
Zu diesem Zweck wird die Wicklung mit geringer Windungszahl über die ganze Länge des Ferritstabes aufgebracht. Zur Verringerung des inneren Widerstands wird dann die Wicklung in besondere Form einer Art Kreuzwicklung so aufgebracht, daß die Induk';ivität und die Kapazität der Wicklung gering bleiben und durch Vermeidung überflüssiger Zuleitungen eine Weitgehenze Symmetrie zum Feld erhalten wird.
Weiterhin ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, daß die Wicklung mit einem in der Breite veränderlichen Kupferband ausgeführ ist und daß das Verhältnis zwischen Längsinduktivität und Querkapazität des die Wicklung darstellenden Kettenleisers so gewellt ist, daß eine Anpassung des Wellenwiderstans s der Wicklung an den Wellenwiderstand der Eabelableitung erreicht wird. Dies ist durch Wahl der Leiterform bzw. der Breite des Kupferbandes möglich. Impedanz und Empfindlichkeit solcher Antennen verlaufen dann im Bereich von 0.3 bis 30 NHz nahezu konstant.
Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Ferritstäbe mit zusätzlichen, konzentrierten und auf bestimmte Frequenzen abgestimmten Schwingkreisen versehen sind, für welche die darunter befindliche Induktionswicklung des Ferritstabs als Auskopplung dient. Hierdurch erreicht man eine Entdämpfung der Antenne und damit Steigerung der Empfindlichkeit in besonders interessierenden Frequnzbereichen.
Es ist weiter möglich, die Kopplungswicklung als Symmetrieübertrager auszubilden, und somit koaxial Kabel anzuschließen.
Bei einer besonderen Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Hilfsantebne gleichzeitig als Radar-Reflektor ausgebildet ist, wobei der Reflektorkörper als Dachkapazität des entsprechend verkürzten Hilfsantennenstabs dient. Hierdurch erhält man eine außerordentlich platzsparende Kombination von Peilrahmen und Radarreflektor. Ein derartiger Radarreflektor kann z.B. aus mehreren quadratischen Blechplatten bestehen, die so ineinander gesteckt werden, daß beispielsweise 8 nischenartige Hohlräume entstehen, in denen sich die U-ltrakurzwellen der suchenden Radaranlage spiegeln. Unabhängig davon kann dieser Metallkörper aber auch als Endkapazität für eine Hilfsantenne für die viel längeren Navigationswellen verwendet werden. Infolge der Wirkung dieser Dachkapazität kann der Stab der Hilfsantenne sehr kurz gehalten werden, so daß durch die erfindungsgemäße Kombination im ganzen eine außerordentliche Platzersparnis erfolgt, welche besonders auf kleinen Schiffen sehr erwünscht ist.
Die Erfindung ist in der Zeichnung b-eispielsweise und schematisch dargestellt. Es zeigen: Fig. 1: eine Anordnung eines Kreuzrahmens gem. dem Stand der Technik, Fig. 2: einen Kreuzrahmen gemäß der Erfindung, Fig. 3a: einen Ferritstab mit einer Kreuzwicklung, Fig. 3b: einen Ferritstab mit einer Wicklung aus Kupferband, Fig. 3c: eine Ersatzschaltung für den Ferritrahmen und Fig. 3d: einen Ferritrahmen mit zusätzlichen auf bestimmte Frequenzen abgestimmten Schwingkreisen.
Die Figuren 1, 2 und 3 sollen die erfindungsgemäßen Maßnahmen im einzelnen darstellen und erläutern. In den Figuren 1 und 2 sind die bisherige und die erfindungsgemäße Ausführung von Ferritkreuzrahmen jeweils in Grund-und Aufriß in einer speziellen Ausführungsform einander gegenübergestellt. Die Ferrittäbe werden mit 1 und ihre Wicklungen mit 2 bezeichnet. Ziffer 3 in Figur 2 bezeichnet den zentralen Ferritblock, gegen den die vier Ferritstäbe 1' gepreßt werden. Die Stirnflächen der Stäbe und die Seitenflächen des Blocks sind plan geschliffen, so daß eine möglichst gute magnetische Verbindung erreicht werden kann.
Der Ferritblock 3 weist eine zentrale Bohrung auf, durch welche das Kabel 6 für die Hilfsantenne hochgeführt wird.
Die Kabelseele ist mit dem kurzen Metallstab 5 und dieser mit dem Radarreflektor 4 elektrisch leitend verbunden, so daß eine beispielsweise zur Seitenbestimmung dienende Hilfsantenne entsteht, die infolge ihrer streng zentralsymmetrischen Anordnung keine Peilfehler mehr verursachen kann.
In Figur 3a ist die Art der erfindungsmäßigen Kreuzwicklung allgemein dargestellt. Dieselbe verläuft von dem in der Mitte gelegenen Anfang 9 in gleichsinnigem Vor- und Rückwärtslauf über die beiden Stabenden zu dem ebenfalls wieder in der Mitte gelegenen Wicklungsende 10. Dadurch entsteht eine induktivitätsarme Bewicklung ohne störende Zuführungsleitungen mit ausgezeichneten Breitbandeigenschaften.
Die Wicklungshälften -nach den beiden Stabenden hin können in der Mitte zur weiteren Verringerung der inneren Induktivität auch in Parallelschaltung betrieben werden.
Die Bewicklung ist in Fig. 3a mit isoliertem Runddraht ausgeführt. Man kann sie aber auch mit Spiraldraht oder wie im Beispiel gemäß Figur 3b mit Kupferband ausführen. In dem letzteren Fall kann man durch Variation der Bandbreite an den Ki'euzungsstellen der Wicklung ein passendes Verhältnis zwischen Induktivität und Querkapazität der als Kettenleiter gem.
Fig. 3c wirkenden Bewicklung erreichen und damit eine Anpassung an den Wellenwiderstand der Kabelableitung erzielen.
Schließlich ist es nach Figur 3d auch möglich, die Ferritstäbe mit zusätzlichen konzentrierten und auf bestimmte Frequenzen abgestimmten Schwingkreisen zu versehen, für welche die darunter verlaufende Kreuzwicklung als Auskopplung wirkt. Man erreicht dadurch für bestimmte Frequenzen, die beispielsweise mit den Seenotfrequenzen übereinstimmen können, eine besondere Empfindlichkeitssteigerung.
In einer beispielsweisen Ausführungsform werden die in den Figuren 2 und 3 beschriebenen Ferrite und Wicklungen in ein wasserdichtes Gehäuse 7 eingebaut, in welchem die Ferritstäbe 1 durch Federn 8 gegen den Block 3 gepreßt werden. In einer anderen Aeführungsform können die Ferritteile auch durch Schraubkraft zusammengezogen werden.
P a t e n t a n 8 p r ü c h e:

Claims

P a t e n t a n 5 p r ü c h e: 1.) Ferritkreuzrahmen, bestehend aus Induktionswicklungen tragenden Ferritstäben und einer Hilfsantenne, g e k e n n -z e i c h n e t durch einen zentralen prismatischen oder zylindrischen Ferritblock (3), gegen welchen in gleichem Winkelabstand radial nach außen gerichtete Ferritstäbe (1) angepresst sind, und welcher eine zur Ebene der Stäbe senkrechte Bohrung aufweist, durch die die Hilfsantenne (5) bzw. deren Anschlußkabel (6) geführt ist.
2.) F.rritkreuzrahmen nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t; daß die Induktionswicklungen (2) diametraler Ferritstäbe (1) als in der Mitte beginnende und endigende Kreuzwicklungen (9, 10) mit relativ geringer Windungszahl in Serien- oder Parallelschaltung ausgeführt sind.
3.) Ferritkreuzrahmen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Wicklung (2) mit einem in der Breite veränderlichen Kupferband ausgeführt ist, und daß das Verhältnis zwischen Längsinduktivität und Querkapazität des die Wicklung darstellenden Kettenleiters so gewahlt ist, daß eine Anpassung des Wellenwiderstands der Wicklung (2) an den Wellenwiderstand der Kabelableitung (6) erreicht wird.
4.) Ferritkreuzrahmen nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gek e n n z e ich ne t, daß die Ferritstäbe (1) mit zusätzlichen, konzentrierten und auf bestimmte Frequenzen abgestimmten Schwingkreisen versehen sind, für welche die Induktionswicklung (2) als Auskopplung dient.
5.) Ferritkreuzrahmen nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die Hilfsantenne (5) gleichzeitig als Radarreflektor ausgebildet ist, wobei der Reflektorkörper (4) als Dachkapazität des entsprechend verkürzten Hilfsantennenstabes (5) dient.