-
Einrichtung zur Seitenbestimmung bei der Peilung horizontal polarisierter
Wellen
Bei der Peilung drahtloser Wellen soll normalerweise die Richtung der Verbindungslinie
von Sender und Empfänger gegen geographisch Nord festgestellt werden. Bei der Bestimmung
dieses Winkels, z. B. mit Minimumpeilungen, ergibt sich jedoch meist eine zweideutige
Richtung. Ob der Sender sich z. B. in der Richtung go0 oder 2700 zum Empfangsort
befindet, ist dann noch nicht bekannt. Für das Peilen von drahtlosen Sendern ist
also auch eine sog. Seitenbestimmung erforderlich.
-
Bei der Peilung vertikal polarisierter Weflen mit Hilfe um eine Vertikalachse
drehbarer Rahmen ist die Aufgabe, die Seite der gepeilten Richtung zu bestimmen,
gelöst, und zwar auf folgende Weise: Abb. I zeigt das Empfangsdiagramm eines Drehrahmens
über volle 3600. Es weist zwei um I800 versetzte Minima auf. Sie werden in richtigem
Winkel erhalten, wenn die Fortpflanzungsrichtung der elektromagnetischen Welle senkrecht
auf der Rahmenfläche steht. Die von dem Rahmen an den Eingang eines Empfängers gelieferte
Spannung hat die Eigenschaft, daß sie während einer Rahmendrehung über volle 3600
umpolt. Der magnetische Vektor durchsetzt bei um 1800 vertauschten Rahmenstellungen
die Windungen in entgegen
gesetztem Sinn. Bezeichnet man die vom
Rahmen gelieferte Spannung in der einen Hälfte des Doppelkreisdiagramms der Abb.
I als positiv, so fällt sie in der anderen Hälfte entgegengesetzt, also negativ
aus. Diese Umpolung der Rahmenspannung wird bei der Peilung zur Seitenbestimmung
ausgenutzt.
-
Wie bekannt, überlagert man für diesen Zweck dem Doppelkreisdiagramm
des, Rahmens ein mit den Rahmenmaxima möglichst amplitudéngleiches Kreisdiagramm
einer Hilfsantenne (vgl. Abb. 2).
-
Sie liefert eine mit der Spannung der einen Rahmenstellung gleichgerichtete,
zu der der anderen Rahmenstellung aber entgegengesetzt gerichtete Spannung. Die
von Hilfsantenne und Rahmen bei Drehung über volle 3600 auf einen gemeinsamen Empfängereingang
gelieferten Spannungen addieren bzw. subtrahieren sich also, wie in Abb. 3 bezeichnet.
-
Es entsteht dabei die die Seitenbestimmung bei der Rahmenpei lung
ermöglichende Kardioide. Durch geeignete Anordnung des Rahmens bzw. bei Verwendung
von Wreuzrahmen der beiden Rahmen und der Hilfsantenne zu der Peilskala kann dann
erreicht werden, daß das alleinige Minimum der Kardioide direkt zum Sender zeigt,
die Zweideutigkeit der Rahmenminimumpeilung also ausgeschaltet wird.
-
Eine ähnliche Aufgabe, nämlich die Seite der bei der Minimumpeilung
gewonnenen Richtung festzustellen, liegt auch bei der Peilung ;horizontal polarisierter
Wellen vor. Horizontal polarisierte Wellen werden praktisch im Bereich der Ultrakurzwelle,
meist für die Aufgaben der Funkmeßtechnik, angewendet. Für ihre Peilung ist ein
einfaches Mittel bekannt, nämlich die Verwendung eines horizontal gelagerten Dipol,
welcher um eine Vertikalachse, z. B. in seinem Mittelpunkt, über mindestens 3600
gedreht werden kann. Bei Verwendung von zwei Dipolhälften sind diese meistens in
gegenseitiger Verlängerung angeordnet. Das mit einem solchen Horizontaldipol in
Abhängigkeit von der 3600-Drehung zu erhaltende Empfangsdiagramm ist ähnlich dem
eines Rahmens beim Empfang vertikal polarisierter Wellen und zeigt ebenfalls zwei
um 1800 versetzte Minima, ist also zweideutig (vgl. Abb. I). Sie entstehen, wenn
die Längsachse des Horizontaldipols senkrecht zum elektrischen Vektor steht, also
mit der Fortpflanzungsrichtung der drahtlosen Welle übereinstimmt.
-
Für die Bestimmung der Seite solcher mit Horizontaldipolen erhaltener
Peilungen sind bereits Anordnungen bekannt, nämlich unter Anordnung der Dipole vor
großen abschirmenden Flächen. Sie haben aber den Nachteil, daß bei der Peilung relativ
große Massen bewegt werden müssen. Das Gerät ist also für den Betrieb zu unhandlich.
Außerdem treten dabei leicht und häufig unscharfe Minima auf bzw. sind die Unterschiede
der Empfangsminima nicht auffällig genug für eine Seitenbestimmung.
-
In dieser Hinsicht, nämlich bei der Peilung horizontal polarisierter
Wellen eindeutig die Seite bestimmen zu könnnen, bringt die vorliegende Erfindung
eine wesentliche Verbesserung. Sie hat ein Antennensystem zum Gegenstand, das aus
einer bei horizontal polarisierten Wellen ein Doppelkreisdiagramm ergebenden Peilantenne
zur Richtungsbestimmung und aus einer bei der gleichen Wellenart ein Kreisdiagramm
ergebenden, gegebenenfalls vertikal mitdrehharen Zusatzantenne besteht, aus deren
zusammenwirkenden Empfangsspannungen die Seitenbestimmung folgt. Verwendet man als
Peilantenne einen Horizontaltdipol, so hat das bei der Drehung über volle 3600 erhaltene
Doppelkreisdiagramm Eigenschaften, welche denen eines Vertikaldrehrahmendiagramms
verwandt sind. Auch hierbei sind die vom Horizontaldipol in um I800 versetzten Stellungen
gelieferten Spannungen einander entgegengesetzt, falls der Dipol sich nicht zufällig
in der Minimumstellung befindet. Es kann also die eine Hälfte des Doppelkreisdiagramms
als positiv, die andere als negativ bezeichnet werden.
-
Diesem Diagramm des Horizontaldipols wird das Kreisdiagramm (vgl.
Abb. 2) einer gegebenenfalls aus baulichen Gründen vertikal mitdrehbaren Zusatzantenne,
z. B. horizontal angeordneter Rahmen, überlagert, welches zu den Spannungen der
einen Dipolstellung in Phase, zu den Spannungen der um I800 versetzten Dipolstellung
aber gegenphasig ist. Bei horizontal polarisierten elektrischen Wellen liegt der
elektrische Vektor parallel zur Erdoberfläche, während der magnetische Vektor senkrecht
auf der Erdoberfläche steht. Zweckmäßig wird ein um eine Vertikalachse gegebenenfalls
drehbarer Horizontalrahmen verwendet, der dann beim Drehen des Dipols in seiner
eigenen Ebene mitgedreht werden kann. Die Drehachse wird man möglichst den Rahmen
in seinem Zentrum durchsetzen lassen. Bei der Zulieferung der von beiden Organen,
nämlich vom Horizontaldipol und vom horizontal angeordneten Rahmen, gelieferten
Spannungen an den Empfängereingang entsteht dann ein ähnliches Bild wie bei der
Seitenbestimmung mit Hilfe eines Vertikalrahmens und einer Hilfsantenne bei vertikal
polarisierten Wellen. Durch die Addition des Dipoldoppelkreisdiagramms und des Kreisdiagramms
des Horizontalrahmens entsteht wieder eine Kardioide mit nur einem Minimum (vgl.
-
Abb. 3), tund es kann mit weiteren, aber an sich bekannten Mitteln
erreicht werden, daß das Minimum eindeutig zum Sender hinweist.
-
Für die Aufschaltung auf den Empfängereingang wird man sich an die
vom Vertikaldrehrahmen mit Hilfsantenne für die Erzeugung einer Kardioide bekannten
Maßnahmen anlehnen. Eine kardioidenähnliche Kurve entsteht auch, wenn das Doppelkreisdiagramm
des Horizontaldipols und das Kreisdiagramm des Horizontalrahmens nicht gleich große
Maximalwerte haben. Am genauesten und sichersten aber wird die Seitenbestimmung
bei Erzeugung einer wirklichen Kardioide, also bei Gleichheit der Maximalwerte von
Kreis- und Doppelkreisdiagramm.
-
Im Rahmen der Erfindung ist noch folgende Verbesserung zweckmäßig,
welche eine schnellere Durchführung der Peilarbeiten mit Seitenbestimmung gestattet.
An sich ist es zweckmäßig, die eigentliche Richtungsbestimmung von der Seiten-
T>estimmung
unabhängig durchzuführen. Bei der reinen, alter zxveideutigen Minimumpeilung kann
man die gepeilten Winkel sehr genau bestimmen, z. B. auf ein viertel Grad und noch
genauer. Das Minimum der zur Ausschaltung der Zweideutigkeit der Peilung zur Seitenbestimmung
benötigten Kardioide ist aber wesentlich weniger scharf als die Peilminima der eigentlichen
Peilantenne. Um genügend genaue und eindeutigePeilungen mit Seitenbestimmung zu
erhalten, sind an sich die beiden Arl>eitsvorgänge, nämlich die eigentliche genaue
Minimumpeilung und die dann notwendige Seitenbestimmung, zeitlich getrennt aufeinanderfolgend
durchzuführen; denn das Minimum einer mit der erfindungsgemäßen Einrichtung erzeugten
Kardioide ist gegen die beiden an sich um 1800 versetzten Minima des Horizontaldipols
um go0 verdreht. Es müßte also arbeitsmäßig der Horizontaldipol aus der Peillage
in die um go0 versetzte Seitenbestimmungslage verdreht werden, um die Peilung eindeutig
zu machen, also ihre Seite zu I)estimmen. Zur schnelleren Durchführung dieses Peilvorganges
wird die erfindungsgemäße Einrichtung zusätzlich so gestaltet, daß ein weiterer,
gegen den Horizontaldipol (Peilgerät) um etwa go0 versetzter, mitschwenkbarer Hilfsdipol
vorgesehen ist und daß dieser Hilfsdipol dem Horizontalrahmen zur Bildung der Kardioide
zugeordnet wird. Mit einer solchen Einrichtung kann man in folgender Weise arl>eiten:
l)er eine Horizontaldipol wird so eingestellt, daß seine Empfangsspannung ein genaues
Minimum ergibt. Gleichzeitig wird aus der Zusammenschaltung des zweiten Dipols und
des Rahmens eine Spannung gewonnen, die entsprechend der Kardioidencharakteristik
ein Minimum oder Maximum aufweist. Bei geeigneter Polung der Anschlüsse von Hilfsdipol
und Horizontalrahmen an den Empfängereingang sowie bei geeigneter Anordnung der
ganzen Einrichtung zur Peilskala liegt dann der Sender auf der Seite des Minimums
der Kardioide.