DE2135737C2

DE2135737C2 - Funknavigationsstation als Funkfeuer oder Funkpeiler, mit einem Antennensystem großer Basis, die ein rotierendes kardioidenförmiges Antennendiagramm erzeugt

Info

Publication number: DE2135737C2
Application number: DE2135737A
Authority: DE
Inventors: Henri Bretigny Orge Becavin
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1970-07-17
Filing date: 1971-07-16
Publication date: 1982-09-09
Also published as: AU3113571A; NL7109881A; NL172187C; JPS5316677B1; GB1333804A; NO131692C; AU457255B2; CA938354A; DE2135737A1; NO131692B; BE769039A; LU63543A1; US3747101A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Funknavigationsstation nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Übliche Funknavigationsstationen dienen entweder zur Bestimmung der Azimutrichtung eines ein Hochfrequenzsignal aussendenden Fahrzeugs oder Flugzeugs am Ort der Station, oder zur Aussendung von Hochfrequenzsignalen, welche die Bestimmung der Azimutrichtung an Bord des Fahrzeugs oder Flugzeugs ermöglichen. Im ersten Fall ist das in der Funknavigationsstation empfangene Hochfrequenzsignal infolge der Rotation des kardioidenförmigen Diagramms mit der Frequenz der Diagrammdrehung amplitudenmoduliert, und die Azimutrichtung kann durch den Vergleich der Phase der niederfrequenten Modulation mit einer in bezug zur Diagremmdrehung festgelegten Bezugsphase ermittelt werden· Im zweiten Fall wird ein die Bezugsphase ausdrückendes Hochfrequenzsignal zusätzlich zu dem rotierenden Diagramm ausgesendet und an Bord des Fahrzeugs oder Flugzeugs für den Phasenvergleich verwendet

Das rotierende kardioidenförmige Diagramm wird vorzugsweise auf rein elektrische Weise erzeugt; hierfür sind verschiedene Lösungen bekannt Eine bekannte Lösung besteht darin, daß die Antenne zwei gekreuzte Dipole enthält, die mit zwei Hochfrequenzsignalen gleicher Frequenz gespeist werden, die durch niederfrequente Signale gleicher Frequenz, aber mit 90° Phasenverschiebung amplitudenmoduliert sind; in die-

!5 sem Fall dreht sich das Diagramm stetig mit einer Frequenz, die gleich der Frequenz der niederfrequenten Modulationssignale ist Bei einer anderen bekannten Lösung enthält die Antenne einen vertikalen zentralen Dipol, der von mehreren gleichmäßig im Kreis angeordneten Reflektoren umgeben ist, die durch elektrische Steuerung einzeln aktiviert werden können; vorzugsweise sind die Reflektoren ebenfalls als Dipole ausgebildet, die beispielsweise durch Schaltdioden in und außer Resonanz gebracht werden können. In diesem Fall wird das an sich kreisrunde Diagramm durch die Aktivierung eines Reflektors kardioidenförmig verzerrt, wobei das Minimum an der Stelle des aktivierten Dipols liegt Wenn die Reflektoren periodisch einzeln der Reihe nach aktiviert werden, springt das Diagramm in diskreten Schritten, die um so !deiner sind, je größer die Anzahl der Reflektoren ist Auch dadurch kann eine Diagrammdrehung mit guter

Annäherung nachgebildet werden. Eine der wesentlichen Ursachen für die Ungenauig-

keit der mit Funknavigationsanordnungen dieser Art erhaltenen Ergebnisse beruht auf der Umgebung, welche die Ausbreitung der elektromagnetischen

Wellen durch Erzeugung von zusätzlichen Wegen stört Einige der bekannten Großbasisstationen, d.h.

Stationen, bei denen die Empfang- oder Sendepunkte auf einer Kurve oder einer Fläche verteilt sind, deren Abmessungen groß gegen die Wellenlänge sind, verwenden eine große Anzahl von feststehenden Antennen zur Erzeugung einer stark gerichteten Keule, deren Verstellung entweder durch die Verwendung von mehreren nacheinander gespeisten Antennengruppen erfolgt, oder durch Änderung der Speisung einer einzigen Antennengruppe. Andere Anlagen (Dopplereffekt-Antennen) verwenden eine einzige Antenne, deren

so Diagramm relativ zur Antenne feststeht, wobei die Antenne durch mechanische Einrichtungen verstellt wird

Diese Anordnungen ergeben eine merkliche Verringerung des Fehlers.

Wenn es sich aber darum handelt, die Genauigkeit eines vorhandenen Kleinbasis-Funknavigationssystems zu verbessern, erfordert die Einführung einer großen Basis einen vollkommenen Ersatz der Sende- und Empfangseinrichtungen.

Aus der US-PS 29 94 081 ist eine Funkortungsstation bekannt, bei der mehrere gleiche Antennen in regelmäßiger Verteilung auf dem Umfang eines Kreises angeordnet sind, dessen Durchmesser größer als die Betriebrwelltnlänge ist, beispielsweise das Doppelte der Wellenlänge betragt Die verwendeten Antennen sind Adcock-Antennen, die alle gleichzeitig in Betrieb sind, und von denen jede mit einem eigenen Empfänger verbunden ist Die von den verschiedenen Antennen

erhaltenen Empfengssignaje werden einandsr auf einem gemeinsamen Bildschirm überlagert Dadurch ist es möglich, gleichzeitig die Azimutwinkel von zwei aus verschiedenen Richtungen einfallenden Hochfrequenzsignalen zu bestimmen.

Aus der ÖS-PS 3144 649 und der GB-PS 9 08 837 ist eine Funknavigationsstation bekannt, deren das rotierende kardioidenförmige Antennendiagramm erzeugenden Antennen jeweils ein kardioidenförmiges Diagramm aufweisen und nacheinander zyklisch in Betrieb genoomen werden. Die Antennen sind auf einem Kreis mit stationärem Mittelpunkt angeordnet Die Drehung des Antennendiagramms entspricht dem Umlauf eines Diagramms einer einzelnen Antenne um den Kreis, auf dem diese Antennen angeordnet sind. Das zu jeder einzelnen aktivierten Antenne gehörende Antennendiagramm ist räumlich stationär.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Funknavigationsstation mit verbesserter Genauigkeit zu schaffen, bei der es nicht erforderlich ist, die einzelnen Antennen auf einem Kreis anzuordnen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs i gelöst

Bei der Funknavigationsstation nach der Erfindung werden zwar ebenfalls mehrere in regelmäßiger Verteilung angeordnete gleiche Antennen verwendet; diese Antennen sind aber so ausgebildet, daß jede von ihnen für sich allein das für die Funknavigation erforderliche rotierende kardioidenförmige Diagramm erzeugen kann. Die Funknavigationsstation arbeitet also in jedem Zeitpunkt nur mit einem einzigen rotierenden Diagramm, das aber nacheinander von den verschiedenen Antennen erzeugt wird. Dadurch ergibt sich eine beträchtliche Verringerung der Meßungenauigkeit, die durch eine geeignete Wahl der Aufstellungsorte der einzelnen Antennen weiter optimiert werden kann.

Eine Betriebsart der Funknavigationsstation nach der Erfindung besteht darin, daß jede Antenne für die Dauer einer vollständigen Rotationsperiode des Diagramms in Betrieb gesetzt wird, so daß das Diagramm in aufeinanderfolgenden Rotationsperioden jeweils der Reihe nach von verschiedenen Antennen erzeugt wird. Bei einer anderen Betriebsart ist die Dauer, iür die jede Antenne in Betrieb gesetzt wird, wesentlich kürzer als die Dauer* der Rotationsperiode des Diagramms; in diesem Fall wird das Diagramm beispielsweise in aufeinanderfolgenden Sektoren einer Umdrehung der Reihe nach von verschiedenen Antennen erzeugt

Die Erfindung eignet sich insbesondere auch für den Fall, daß die Diagranundrehung in Sprüngen durch Fortschaltung zwischen diskreten Stellungen erfolgt Eine vorteilhafte Ausführungsforni der Erfindung besteht dann darin, daß jede Antenne einen zentralen Dipol und mehrere den zentralen Dipol umgebende, durch elektrische Steuerung einzeln der Reihe nach aktivierbare Reflektoren enthält, und daß die Umschal;-anordnung die Antennen durch Aktivierung des zentralen Dipols zyklisch einzeln der Reihe nach in Betrieb setzt und die Reflektoren jeder Antenne zur Erzeugung des rotierenden kardioidenförmigen Diagramms periodisch einzeln der Reihe nach aktiviert.

Zur Durchführung der ersten Betriebsart ist die FunknavifauOflttUtion in dietetn Fall dann vorzugsweise so ausgeführt, daß die Umiteueranordnung in jedem Zyklus jede Antenne für eine der Rotationsperiode des Diagramm« entsprechende Dauer aktiviert und innerhalb dieter Dauer dt* Reflektoren der aktivierten

Antenne einzeln der Reihe nach periodisch 4ktiviert

Die zweite Betriebsart wird in diesem Fall vorzugsweise dadurch erzielt, daß die UmschaltanordnMng innerhalb jedfs der aufeinanderfolgenden Aktivierung der Antennen entsprechenden Zyklus die einander entsprechenden, die gleiche Stellung des kardioidenförmigen Diagramms erzeugenden Reflektoren der jeweils aktivierten Antenne aktiviert Bei dieser Ausführungsform werden in jeder diskreten Stellung des Diagramms der Reihe nach alle Antennen in Betrieb gesetzt, und erst dann wird das Diagramm in die nächste diskrete Stellung fortgeschaltet

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt In der Zeichnung zeigt

is Fi g. 1 das Prinzipschema eines Ausführungsbeispiels einer radiogoniometrischen Station nach der Erfindung,

Fig.2 und 3 Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise und F i g. 4 das Prinzipschema eines Ausführungsbeispiels

einer Funkbakenstation nach der Erfindung.

Bevor die Anordnung von F i g. 1 beschrieben wird, soll schematisch an die BetriebsweL«: einer radiogoniometrischen Station mit einer einzigen Antenne mit rotierendem horizontalem kardioidenförmigem Dia gramm erinnert werden.

Die von dem zu ortenden Flugzeug kommende Hochff-quenzwelle wird mit der Frequenz F der Diagrammdrehung, die im allgemeinen zwischen 25 und 100 Hz liegt, amplitudenmoduliert, und das niederfre quente Modulationssignal wird in einem Amplituden modulationsempfänger demoduliert Seine Phase wird anschließend mit der Phase eines Bezugssignals gleicher Frequenz verglichen, das mit der Diagrammdrehung synchronisiert ist Die Phasenlage des Niederfrequenz signals in bezug auf das Bezugssignal, die nachstehend kurz Phase des Niederfreq'jenzsignals genannt werden soll, drückt die Azimutstandlinie des Flugzeugs aus, und diese Information wird dem Beobachter durch ein Anzeigegerät geliefert

Zur Erzielung eines rotierenden kardioidenförmigen Diagramms kann insbesondere eine Antenne verwendet werden, die durch einen den Empfänger speisenden zentralen Dipol gebildet ist der von π Reflektordipolen umgeben ist die an den Ecken eines regelmäßigen JV-seitigen Vieiecks angeordnet sind, und von denen jeweils immer nur einer verwendet wird, während die anderen außer Resonanz gebracht sind. Durch zyklische Änderung des verwendeten Reflektors erhält man ein rotierendes Diagramm mit N Stellungen, und das entsprechende Signal wird so gefiltert, daß es in ein Sinussignal umgeformt wird, dessen Phase mit derjenigen des Bezugssigncls verglichen wird.

Unter diesen Voraussetzungen sind in F i g. 1 π=6 Antennen 1 bis 3 der zuvor erwähnten Art drrgt/tellt Jede dieser Antennen enthält also einen zentralen Dipol, beispielsweise den Dinol 11 der Antenne 1, und N Reflektordipole, wie den Dipol 12 der Antenne 1, wobei /V hier gleich π ist doch ist diese Gleichheit keineswegs notwendig.

Die Antennen 1. 4 und 6 sind auf den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet, das in einem Kreis mit dem Mittelpunkt 0 und dem Radius 2X eingeschrieben ist wobei Λ die Wellenlänge des HF-Signals ist Die Antennen 2,3 und 5 sind auf den Mitten der drei Seiten des gleichseitigen Dreiecks angeordnet so daß sie also auf einem Kreis lief in, der zu dem zuvor erwähnten Kreis konzentrisch ist aber den Radius Λ hat Diese Antennen werden nacheinander verwendet,

und es sind Maßnahmen getroffen, daß das Richtdiagramm einer Antenne von den benachbarten Antennen nicht beeinträchtigt wird. Zu diesem Zweck werden nicht nur die jeweils nicht verwendeten Reflektoren der gerade benutzten Antenne in an sich bekannter Weise s außer Resonanz gebracht, sondern auch alle Dipole aller Übrigen Antennen. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß jeder der Dipole elektrisch durch eine Diode unterbrochen wird, die die Resonanz herstellt, wenn sie stromführend gemacht wird. Ferner wird die Höhe der Antennen über dem Boden vorzugsweise so gewählt, daß das von dem Boden in der Richtung der übrigen Antennen reflektierte Feld zum Verschwinden gebracht wird.

In Fig. I ist ferner eine Empfangsanordnung 8 is dargestellt, die derjenigen gleich ist, wie sie in den Stationen mit einer einzigen Antenne verwendet wird, und die den eigentlichen Empfänger, die Phasenvergleichsanordnung und das Anzeigegerät enthält. Ein

Taktgeber lO iic'cri άΐϊ Seinem AuSgSHg 4J !iTip'ülsc /mit -0

der Frequenz /"- l/θ, wobei θ die Dauer ist, für die ein Reflektor in Resonanz gebracht wird, und an seinen Ausgängen 42 und 43 mit Hilfe eines eingebauten Frequenzteilers impulse /mit der Rotationsfrequenz F der kardioidenförmigen Diagramme. Ein Steuersignalgenerator 7 empfängt die Impulse / und liefert Steuersignale, welche die Reflektoren in Resonanz bringen. Eine Umschaltanordnung 9 empfängt vom Ausgang 42 des Taktgebers 10 die Impulse /. Diese werden auch vom Ausgang 43 des Taktgebers 10 zu der Empfangsanordnung 8 für die Bildung des Phasenbezugssignals geliefert.

Die Diode jedes der Reflektoren ist über einen Leiter mit der Umschaltanordnung 9 verbunden. Damit die Zeichnung nicht aberladen wird, sind diese Leiter jeweils nur für einen Reflektor jeder Antenne dargestellt und mit 71 bis 76 bezeichnet Die zentralen Dipole sind mit der Umschaltanordnung 9 über Kabel 81 bis 86 verbunden, von denen jedes einen an der Diode des entsprechenden Dipols endenden Leiter und eine die aufgefangenen Signale zur Umschaltanordnung liefernde Übertragungsleitung enthält

Bei einer ersten Ausführungsform der Anordnung werden die Antennen einzeln der Reihe nach jeweils für eine Dauer in Betrieb genommen, die der Rotationsperiode Γ des Diagramms entspricht Zu diesem Zweck wird der zentrale Dipol von jeweils einer Antenne für diese ganze Dauer T in Resonanz gebracht während ihre Reflektoren der Reihe nach für die Dauer Θ= T/N in Resonanz gebracht werden. Es gilt dann A= NF, und die Dauer des ganzen Zyklus ist gleich dem Produkt nT aus der Anzahl /1 der Antennen und der Rotationsperiode T.

Mit Hilfe der Impulse /liefert der Generator 7 an TV getrennten Ausgängen, die in der Zeichnung zu einem ss einzigen Kabel zusanunengefaBt sind, N Impulsfolgen S, wobei die Impulsfolge & (i~ 1,2... N) den Dipolen der gleichen Nummer / in allen Antennen zugeordnet ist Diese Impulsfolgen sind durch Impulse der Dauer Θ= 7>7Vund der Periode Γ gebildet wobei die Impulse jeder Folge gegen diejenigen der vorhergehenden Folge um θ versetzt sind.

Die Umschaltanordnung 9 bewirkt mit Hilfe der Impulse der Frequenz F im Verlauf eines Zyklus der Dauer/7Tdie folgenden Operationen:

Im Verlauf der /ten Dauer Teines Zyklus Q= 1,2... n) legt sie die N Impulsfolgen S\ bis Ss an die Reflektoren mit der entsprechenden Nummer 1 bis N der y-ten Antenne an, während sie gleichzeitig den zentralen Dipol dieser Antenne in Resonanz bringt und diesen Dipol mit dem Empfänger 8 verbindet Dabei ist die Synchronisation der Drehung der Diagramme mit dem Phasenbezugssignal durch die Impulse /gewährleistet

Das Niederfrequenzsignal, das die HOllkurve des von dem Empfänger empfangenen Signals bildet, weist im Verlauf eines voltständigen Zyklus der Dauer nT nacheinander die folgenden Phasen (in bezug auf das synchron zu der Drehung der Antennen liegende Phasenbezugssignal) auf:

P+ AP₁, P+ AP₁... P+ A P_n.

Darin ist ΔPj der Fehler, mit dem das von der >ten Antenne empfangene Signal behaftet ist. Dieses Signal wird durch die Niederfrequenzfilterung und durch die Wiedergabeanordnung im Anschluß an den Phasenkomparator gen»?·?'»; was praktisch eine Anzeiee liefert, die der folgenden Phase entspricht:

P+A P₀ mit: A P₀ = (A P₁+A P₁+... A P_n)In. Dadurch wird im Mittel der Phasenfehler verringert.

Die gemittelten Fehler sind im wesentlichen diejenigen, die sich aus der Bildung von reflektierten Strahlen unter der Einwirkung der Umgebung ergeben, welche an der ^tenne unter einem anderen Winkel als der Hauptstrahl eintreffen.

Die Rechnung zeigt daß unter bestimmten Bedingungen dieser mittlere Fehler wesentlich kleiner ist als derjenige, der von einer Anteane allein stammt, und zwar in einem bestimmten Verhältnis K, das 1/10 oder noch weniger erreichen kann.

In F i g. 2 ist der Wert dieses Verbesserungsfaktors K als Funktion des Winkels λ aufgetragen, der die Richtung des reflektierten Störstrahls in bezug auf den Hauptstrahl aufweist wenn angenommen wird, daß eine Antenne schnell nacheinander alle Punkte einer Fläche oder einer Kurve einnimmt und α ebenso wie die Amplitude A des reflektierten Signals für jeden dieser Punkte gleich bleibt Dies ist gleichbedeutend mit der Verwendung von unendlich vielen Antennen, die an allen Punkten der Fläche bzw. Kurve angeordnet sind und einzeln der Reihe nach in Betrieb genommen werden.

Die Kurve 20 ist unter der Annahme gezeichnet daß die Antennen alle Punkte auf der Fläche eines Kreises einnähmen, dessen Radius gleich dem Zweifachen der Wellenlänge des empfangenen Hochfrequenzsignals ist Es gibt dann eine scharf gebündelte Hauptkeu'? und kaum NebenzipfeL Die Kurve 21 entspricht dem Fall, daß die Antennen alle Punkte auf dem Umfang eines Kreises des gleichen Radius einnehmen; in diesem Fall ist die Hauptkeule etwas schmaler, doch gibt es NebenzipfeL Schließlich entspricht die Kurve 22 einer Verteilung der Antennen auf den Umfingen von zwei Kreisen, deren Radien gleich der Wellenlänge bzw. der zweifachen Wellenlänge sind. In diesem Fall liegt die Hauptkeule zwischen den beiden vorhergehenden Hauptkeulen, und die Nebenzipfel sind gegen die vorhergehenden verschoben, wobei jedoch der erste Nebenzipfel sehr klein ist

Die auf diese Weise erzielte Verbesserung ist sehr betrachtlich, im Mittel in der Größenordnung des Achtfachen (X=GJ 25), doch ist sie rein theesch; sie kann in der Praxis nicht realisiert werden, wen dieses

Ergebnis die Verwendung einer unendlich großen Anzahl von Antennen voraussetzt.

In F i g. 3 ist der Wert des gleichen Verbesserungsfaktors als Funktion des Winkels « für den Fall dargestellt, daß die Anzahl der Antennen endlich isl. Die Kurve 32 bezieht sich auf eine Verteilung von sechs Antennen entsprechend der Darstellung von F i g. I, und die Kurve 31 entspricht dem Fall, daß der Radius des äußeren KruUes, der durch die drei Antennen 1,4,6 geht, nur das l,6fache der Wellenlange betragt.

Es ist zu erkennen,daß ein Gewinn von 3 (K-0J33) im Mittel mit dieser Ausbildung erreicht werden kann.

In der Praxis kommen die reflektierten Strahlen aus bevorzugten Richtungen infolge des Vorhandenseins von Hindernissen großer Abmessung, wie Hallen und Hügel, so daß es möglich ist, durch eine geeignete Orientierung der Antennengruppe wirkliche Verbesserungsfaktoren zu erreichen, die wesentlich besser sind; beispielsweise kann der Gewinn den Wert 5 übersteigen.

Die beschriebene Anordnung setzt allerdings voraus, daß die Trägheit des Anzeigegerätes so groß ist, daß dieses Schwankungen der Frequenz F/rr= MnT nicht folgen kann, was zu einer Einschränkung hinsichtlich der Anzahl η der verwendeten Antennen oder der verwendbaren Anzeigegeräte führen kann.

Man kann sich von dieser Einschränkung dadurch befreien, daß die Umschaltungen in der Weise durchgeführt werden, daß die η Antennen nacheinander im Verlauf eines Zeitintervalls πθ in Tätigkeit gesetzt werden, das kürzer als nTist. so daß die Frequenz /der Schwankungen auf einen Wert \/πθ gebracht wird, der ausreichend groß ist, daß die Schwankungen durch das Filter der Niederfrequenzstufen des Empfängers vollkommen beseitigt werden.

Man kann beispielsweise mit dem beschriebenen Antennensystem die Umschaltungen in der folgenden Weise vornehmen:

Ein vollständiger Zyklus hat jetzt die Dauer T, die in N Zeitintervalle T/N unterteilt ist, in deren Verlauf jeweils die gleiche Stellung des rotierenden Diagramms nacheinander für jede der Antennen verwendet wird.

Die Grundfrequenz der Schwankungen betragt NF (anstatt F/n\ und diese Schwankungen können durch das Filter der Niederfrequenzstufen des Empfängers vollständig beseitigt werden, unabhängig von dem Anzeigegerät

In diesem Fall liefert der Taktgeber IO an seinem Ausgang 41 Impulse der Frequenz nNf und an seinem Ausgang 42 Impulse der Frequenz NF.

Der Generator 7 liefert an η getrennten Ausgängen η Impulsfolgen U₁ (/— 1, 2 ... η) von Impulsen der Dauer θ = T/nNund der Periode T/N, wobei die Impulse jeder beliebigen Impulsfolge Uj um θ gegen diejenigen der vorhergehenden Impulsfolge Uj-1 versetzt sind Die Impulse der η Impulsfolgen U₁ werden jeweils von der Umschaltanordnung 9 dazu verwendet, die zentralen Dipole der π Antennen in Resonanz zu bringen und sie mit dem Empfänger zu verbinden, und jeweils einen ihrer Reflektoren in Resonanz zu bringen. Der fur jede Antenne verwendete Reflektor ist nacheinander der Reflektor Nummer 1 aller Antennen (während des ersten Zeitintervalls der Dauer T/N jedes Zyklus), dann der Reflektor Nummer 2 usw., wobei die entsprechenden Umschaltungen von der Umschaltanordnung 9 mit Hilfe der Impulse der Frequenz NF durchgeführt werden.

Das beschriebene Prinzip ist auch dann anwendbar, wenn die Diagrammdrehung nicht sprungweise durch Umschaltung, sondern stetig erfolgt F i g. 4 zeigt eine Funkbakenstation, die nach diesem Prinzip ausgebildet ist. Es sind Funkbakenstationen bekannt, die zur Erzeugung eines stetig rotierenden kardioidehförmigen Diagramms zwei gekreuzte Dipole und außerdem zur Abstrahlung eines Phasenbezugssignals eine richtungsunabhängige Antenne enthalten. Die richtungsunabhängige Antenne wird durch ein erstes HF-Signal gespeist,

in das mit einem Unterträger amplitudenmoduliert ist, der seinerseits durch ein Signal der Frequenz F₁ im allgemeinen in der Größenordnung von 30 Hz frequenzmoduliert ist. Die beiden Dipole empfangen zwei andere HF-Signale von gleicher Frequenz und gleicher

r> HF-Phase wie das erste Signal, die durch ein Signal der Frequenz F mit 90° Phasenverschiebung amplitudenmoduliert sind. Das erste Signal wird in einem richtungsunabhängigen Diagramm ausgestrahlt, und sein Unterträger liefert die Bezugsphase; die Kombina-

.'() tion eier beiden anderen ausgestrahlten HF-Signale ergibt eine mit der Frequenz Frotierende Keule.

Von diesen bekannten Funkbakenstationen unterscheidet sich diejenige von F i g. 4 dadurch, daß sie sechs Antennen 101 bis 106 enthält, die in bezug zueinander in der gleichen Weise wie die sechs Antennen von F i g. 1 angeordnet sind, wobei jede dieser Antennen in der Zeichnung schematisch durch zwei gekreuzte Dipole dargestellt ist.

In Fig.4 sind ferner die üblichen Generatoren 108,

in 109 und HO dargestellt, welche das die Bezugsphase liefernde HF-Signal bzw. die beiden mit 90° Phasenverschiebung modulierten Signale liefern, sowie eine Umschaltanordnung 107, an die einerseits die Generatoren 108,109, HO und andererseits die Antennen 101 bis 106 über Kabel 171 bis 176 angeschlossen sind.

Jedes dieser Kabel enthält drei Leitungen, über welche die drei HF-Signale zu jeder Antenne übertragen werden.

Bei dieser Anordnung können die beiden Ausführungsformen angewendet werden, die fOr die radiogoniometrische Station angegeben worden sind.

Bei der ersten Ausführungsform werden die sechs Antennen einzeln der Reihe nach jeweils für ein Zeitintervall der Dauer Γ-1/Füber die Umschaltan-Ordnung 107 gespeist, die zu diesem Zweck über eine nicht dargestellte Verbindung ein Signal mit der Frequenz F des Modulationssignals empfängt Ein Betriebszyklus hat dann wieder eine Dauer nT, die gleich dem Produkt aus der Anzahl π der Antennen und

so der Rotationsperiode Tdes Diagramms ist

Bei der zweiten Ausführungsform werden die η Antennen zyklisch jeweils für eine Dauer θ-T/P in Betrieb gesetzt die kleiner als 7"ist Die Zahl P muß so gewählt werden, daß die Gnmdfrequenz und die

ss harmonischen Frequenzen, die durch die Umschaltung der Antennen erzeugt werden, nicht nur außerhalb des für die Ortung verwendeten Niederfrequenzsignals liegen, sondern auch außerhalb der (durch Hilfsmodulationen der HF-Signale) für zusatzliche Informationen (Kennung der Funkbake und Sprechverkehr) verwendeten Niederfrequenzen. Andrerseits wird durch die Wahl einer ganzzahligen Zahl P die UmschaJtanordnung vereinfacht
Die Anordnung 107 empfangt dann ein Signal der Frequenz PF, aus dem vorzugsweise durch Frequenzteilung ein Signal der Frequenz Fabgeleitet wird, das die Frequenz des Modulationssignals bestimmt
Im Vergleich zu dem Betrieb mit einer einzigen

Antenne ist der Empfänger an Bord des Flugzeugs durch den neuartigen Aufbau der Punkbake in keiner Weise beeinflußt. Es gelten die gleichen Betrachtungen hinsichtlich der Mittelung der Fehler wie bei der radiogoniometrischen Station.

Die in F i g. 1 und 4 gezeigten Dreiecksanordnungen und die dabei verwendeten Abstände stellen offensichtlich nur einigf von mehreren Möglichkeiten dar; insbesondere ergibt eine rautenförmige Anordnung einen Gewinn von mehr als to, wenn der Störstrahl in einem schmalen Sektor liegt, der »inen Winkel von 110° mit dem Hauptnutzsignal bildet. Im Fall eines örtlich genau bestimmten einzigen Hindernisses kann man auch Antennen verwenden, die in einer Linie liegen, beispielsweise in einer Richtung senkrecht zu dem Hindernis. Die Wahl der Anordnung hängt von den Besonderheiten des Ortes ab, an dem die Station installiert werden soll.

Das Gleiche gil* für die verwendeten Antennenarten, für die jede bekannte Art verwendet werden kann, deren Strahlungsdiagramm ein rotierendes kardioiden förmiges Diagramm ist.

Die vorstehende Beschreibung IBBt klar erkennen, daß eine nach der Erfindung ausgeführte radiogoniometrische Station oder Funkbakenstation die Erzielung von Leistungen ermöglicht, die mindestens ebensogut

ίο wie bei den Dopplereffekt-Stationen sind, wobei sie aber diesen Stationen gegenüber die beträchtlichen Vorteile einer größeren Einfachheit und sehr viel niedrigerer Kosten aufweisen, und insbesondere den Vorteil, daß sie leicht auf Grund von vorhandenen Stationen mit einer einzigen Antenne gebildet werden können

Hierzu 4 Blatt Zeiclinuimen

Claims

Patentansprüche;

1. Funknavigationsstation, als Funkfeuer oder Funkpeiler, die ein rotierendes kardioidenförmiges Antennendiagramm erzeugt, rr.it mehreren auf großer Basis (D>X) angeordneten Antennen mit icardioidenförmigem Diagramm, die nacheinander zyklisch in Betrieb genommen werden, dadurch gekennzeichnet, daß jede Antenne ein rotierendes kardioidenförmiges Diagramm aufweist

2. Funknavigationsstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennen jeweils für eine Zeitdauer in Betrieb gesetzt werden, die gleich der Rotationsperiode (7? des Diagramms oder einem Bruchteil (T/n ■ N) dieser Rotationsperiode (7JiSL

3. Funknavigationsstation nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Antenne einen zentralen Dipol und mehrere den zentralen Dipol umgebend 3, durch elektrische Steuerung einzeln der Reihe nach aktivierbare Reflektoren enthält und daß die Antennen durch Aktivierung des zentralen Dipols zyklisch einzeln der Reihe nach in Betrieb gesetzt werden und die Reflektoren jeder Antenne zur Erzeugung des rotierenden kardioidenförmigen Diagramms periodisch einzeln der Reihe nach aktiviert werden.

4. Funknavigationsstation nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Zyklus jede Antenne für eine der Rotationsperiode des Diagramms entsprechende Dauer f7? aktiviert wird und innerhalb dieser Dauer die Reflektoren der aktivierten Antenne einzeln der keihe nach periodisch aktiviert werden.

5. Funknavigationsstation nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb jedes der aufeinanderfolgenden Aktivierung der Antennen entsprechenden Zyklus die einander entsprechenden, die gleiche Stellung des kardioidenförmigen Diagramms erzeugenden Reflektoren der jeweils aktivierten Antenne aktiviert werden.

6. Funknavigationsstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Antenne zwei gekreuzte Dipole enthält, die zur Erzeugung des rotierenden kardioidenförmigen Diagramms durch zwei mit 90° Phasenverschiebung amplitudenmodulierte Hochfrequenzsignale angesteuert werden, und daß die Hochfrequenzsignale zyklisch der Reihe nach jeweils an eine der Antennen angelegt werden.