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Peiler bzw. Drehfunkfeuer mit Grossbasisantennensystem
Ein bei Peilern und Drehfunkfeuem auftretendes Problem ist die Beseitigung der durch Ausbreitungs- störungen, z. B. Mehrwegausbreitung, entstandenen Peilfehler. Dies wird bekanntlich dadurch ermöglicht, dass man sogenannte Grossbasissysteme verwendet, bei denen durch Mittelwertbildung in einem gestörten Interferenzfeld eine Steigerung der Genauigkeit der Psilung ermöglicht wird. Die vorgeschlagenen Gross-
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den kann. Es sind aber auch Systeme bekannt, die auf dem Prinzip der Grossbasis-Amplitudenmodulation arbeiten, z. B. das unter dem Namen Wullenwever (Tele-TechandElectronicsIndustries, 9/1955, Seite 60 ff bzw. NTZ 3/1956) bekannte Peilsystem, das eine eindeutige Peilung ergibt.
Bei diesem Peilsystem rotiert eine sehr schmale Keule, die durch Zusammenfassen mehrerer Antennen entstanden ist, konti- nuierlich um eine vertikale Achse. Dieses System benötigt aber infolge des sehr schmalen Peilstrahles empfangsseitig eine wesentlich grössere Bandbreite des AM-Empfängers, als an sich dem Informationsin- halt entspricht.
Es sind ausserdem mehrere Peilsysteme bekannt und vorgeschlagen worden, die auf dem Prinzip der Frequenzmodulation oder Phasenmodulation arbeiten. Diese Systeme beseitigen zwar bei Verwendung von Grossbasis-Antennensystemen denNachteil der Vieldeutigkeit ; es werden aber spezielle, FM-demodulierende
Empfänger benötigt, die aufwendiger und demgemäss auch teurer sind als die AM-Empfänger.
In der Drehfunkfeuer- bzw. Peiltechnik wird des öfteren das Problem auftreten, nachträglich sowohl Sende- als auch Empfangsanlagen, die mit umlaufenden Richtdiagrammen, z. B. Kardioiden, arbeiten, unter möglichst geringer Änderung der Anlagen selbst auf Grossbasissysteme umzustellen.
Die Erfindung gibt einen Weg zur Lösung dieses Problems an. Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, das Interferenzfeld periodisch in einem Gebiet abzutasten, das im Verhältnis zur Betriebswellen- länge gross ist, indem ein Richtdiagramm, z. B. eine Kardioide, um einen ausserhalb dieser Kurve gelegenen Punkt rotiert, der mehrere Wellenlängen von dem Zentrum der Kardioide entfernt liegt.
Das umlaufende Diagramm ergibt am Empfängerausgang als Hüllkurve eine sinusförmige Wechselspannung, aus der in bekannter Weise durch Phasenvergleich mit einer phasenstarren Bezugsspannung die Peilung gewonnen werden kann. Das umlaufende Diagramm kann z. B. dadurch entstehen, dass auf einem Hebelarm, der mehrere Wellenlängen lang ist, eine Sende- bzw. Empfangsantennenkombination rotiert.
Andere Realisierungsmöglichkeiten zur Erzeugung eines solchen Richtdiagramm es werden später noch erläutert werden.
Der wesentliche Unterschied, der dadurch entsteht, dass die Antennenanordnung exzentrisch umläuft anstatt um ihren Strahlungsmittelpunkt zu rotieren, besteht darin, dass die Antennenanordnung auf ihrem Rotationswege nacheinander das ganze, durch Mehrwegausbrcitung entstandene, verzerrte Interferenzfeld abtastet, wodurch ein Mittelwert zwischen den einzelnen Peilwerten gebildet wird, die um den Wert schwanken, welcher der Einfallsrichtung der jeweils stärkeren Welle entspricht. Dadurch entsteht eine Art "Ortsdiversity". Die entstehende Phasenmodulation infolge des Umlaufes des Richtdiagramms ist ver- nachlässigbar.
Das hier beschriebene System kann ohne Änderung der Empfangsgeräte auf ein VOR-Funkfeuer übertragen werden, indem nur das Antennensystem des Senders gemäss den Prinzipien der Erfindung geändert
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wird, Auf diese Weise erhält man ein Drehfunkfeuer mit allen Vorteilen einer Grossbasisanlage, deren besonderer Vorteil bekanntlich darin besteht, dass der Aufstellungsort der Anlage unabhängig vom jeweiligen Gelände gewählt werden kann. Bei den zurzeit im Betrieb befindlichen VOR-Anlagen musste der Auf- stellungsort sehr sorgfältig ausgewählt werden, um von vornherein Mehrwegausbreitung der Wellen möglichst zu verhindern, wodurch bekanntlich die sie benutzenden Flugzeuge falsche Peilwerte erhalten.
Das gleiche Prinzip lässt sich ebenso auf Kleinbatis-Amplitudenpeiler in der gleichen Weise anwenden. Dadurch ergibt sich auch bei vorhandener Mehrwegausbreitung eine bedeutend genauere Pilauswertung.
Eine auf einem Kreis exzentrisch umlaufende Kardloide könnte z. B. durch eine Anordnung erzeugt werden, bei der jeweils die gleiche Anzahl von Einzelantennen auf zwei konzentrischen Kreisen mit gewissem radialen Abstande voneinander aufgebaut sind. Die Antennen des äusseren Kreises werden mittels Kabeln über eine Schalteinrichtung in schneller Aufeinanderfolge mit dem Empfänger verbunden. Die auf dem Inneren Kreis angeordneten Antennen wirken als parasitäre Strahler bzw. Reflektoren und erzeugen soin bekannterWeise einkardioidenähnliches Diagramm. Insbesondere kann die Anschaltung der Antennen mit einer bereits vorgeschlagenen kapazitiven Schalteinrichtung erfolgen.
Eine weitere Lösung zur Erzeugung einer umlaufenden Kardioide mit einer einzigen Kreisgruppe von Antennen kann dadurch realisiert werden, dass mittels eines zusammen mit der Schalteinrichtungrotieren- den Verzögerungsgliedes z. B. eines Kabelstuckesvon der Länge X/4, jeweils die eine Antenne als S -zahler und die nachfolgende als Reflektor wirksam werden. Das eine Ende desmit der Schalteinrichtungrotieren- den Kabelstfickes ist mit dem Eingang eines AM-Empfängers verbunden. Als Schalteinrichtung kann wiederum der bereits vorgeschlagene kapazitiv wirkende Schalter in entsprechender Modifikation Verwendung finden.
Um eine gleichzeitige Nachrichtenübertragung, z. B. durch Sprache, zu ermöglichen, wird bei An- wendung des Prinzips der Erfindung ein kleiner Modulationsgrad der Welle empfangsseitig gewählt. In ge- wissem Grade lässt sich ausserdem die Sprachqualität inbekannter Weise durch Räckmodulatlon verbessern.
Gemäss weiterer Ausbildung der Erfindung wird aber, um eine einwandfreie Verständlichkeit zu ge- währleisten, die Peilinformation einem Zwischenträger aufmoduliert, dessen Frequenz bedeutend höher liegt als die zu übertragende höchste Frequenz des Sprachbandes.
Das Problem der einwandfreien Sprachübertragung kann gemäss weiterer Ausführung der Erfindung auch dadurch gelöst werden, dass, in dem Beispiel der zwei mittels eines rotierenden Kabelstückes verbundenen Antennen, der Anschlusspunkt des Empfängers mit einer wesentlich höheren Frequenz, als der Rotationsfrequenz des Richtdiagrammes entspricht, zwischen den beiden Enden des Kabelstückes bzw. zwischen den Fusspunkten. der gerade in Betrieb befindlichen Antennen umgeschaltet wird. Dadurch erscheint die Peffinformation als trägerlos Modulation der Umtastfrequenz und kann In bekannter Weise getrennt und ausgewertet werden.
Dieses soeben gegebene Beispiel kann auch noch in der Weise ausgeführt werden, dass bei einer tatsächlich rotierenden Antenne zwei mitrotierende Reflektoren zu beiden Seiten der Antenne verwendet werden, die abwechselnd mit einer über der Sprachfrequenz liegenden Schaltfrequenz umgeschaltet werden. Die Peilinformation ist dann ebenfalls als trägerlose Modulation der Umschaltfrequenz am Ausgang des Empfängers vorhanden, und die beiden sehr verschiedenen Frequenzen, z. B. 25 Hz und 5000 Hz, können. leicht durch Filter getrennt und dann in bekannter Weise ausgewertet werden.
Es ist auch noch eine Ausführung des Erfindungsgedankens denkbar, bei der von einer hin-und hergehenden Bewegung einer Einzelantenne auf einer Geraden (Zeile) Gebrauch gemacht wird-die entweder mechanisch oder elektronisch realisiert werden kann-indem der jeweiligen Antenne in Bewegungsrichtung gesehen ein Reflektor abwechselnd vor und hinter der Antenne zugeordnet ist. Dadurch erhält man eine Amplitudenmodulation, deren Modulationsgrad bzw. deren Amplitude nach der Demodulation dem Sinus des Einfallswinkels der Wellen entspricht.
Unter Verwendung von zwei derartigen Zellen, die unter einem Winkel, beispielsweise von 900, gekreuzt sind, erhält man bei fiktive Bewegung der Antennen mit zugeordneten Reflektoren von der einen Zeile den Sinus und von der andern den Cosinus des Einfallswinkels der Wellen, der in bekannter Weise in einem Sichtgerät zur Peilung zusammengesetzt und angezeigt werden kann.
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