DE641365C - Peilempfangsgeraet zum Leiten von Flugzeugen nach der Punkt-Strich-Methode - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
25. JANUAR 1937

. REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 a 4 GRUPPE 48

Patentiert im Deutschen Reiche vom 5. Juni 1934 ab

Die vorliegende Erfindung betrifft einPieilgerät zur Verwendung in Verfahren, bei denen zur Kennzeichnung einer Leitlinie vorzugsweise modulierte Signale in einem Winkel zueinander ausgestrahlt werden, insbesondere die Verwendung eines Kreuzspulinstrumentes zur Sichtanzeige der Signale in dem erfindungsgemäßen Peilgerät.

Zur Sicherung des Flugverkehrs werden auf den Flughäfen und Flugstrecken Richtsender aufgestellt, die in zwei unter einem bestimmten Winkel zwischen den Hauptstrahlachsen liegenden Richtungen strahlen. , Die Linie gleicher Feldstärke, die sog. Leitlinie, wird zur Kennzeichnung des Verkehrsweges benutzt. Um Seitenabweichungen von der Leitlinie erkennen zu können, erhalten je zwei zusammengehörige Strahlungen verschiedene Kennungen, z. B. komplementäre Zeichen, die auf der Leitlinie zu einem Dauerstrich verschmelzen.

Zum Empfang derartiger Peilsender hat man früher vorwiegend akustische Anzeigeverfahren benutzt. Der Nachteil dieser Verfahren liegt darin, daß die Amplitudenunterschiede der Zeichen als Lautstärkeunterschiede mit dem Ohr wahrgenommen werden müssen. Das Ohr hat aber die Eigenheit, Lautstärkeunterschiede als solche nur bei relativ großen Amplitudenunterschieden wahrnehmen zu können.

Man hat deshalb vorgeschlagen, an Stelle des Hörempfanges eine optische Anzeigevorrichtung treten zu lassen. Zu diesem Zweck muß nach der Gleichrichtung der Empfangshochfrequenz die niederfrequente Modulation noch einmal gleichgerichtet werden, um die Signale mit einem Zeigerinstrument sichtbar machen zu können. Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgeschlagen worden, den Arbeitspunkt des betrefjfenden Gleichrichterrohnes in das Gebiet des 'unteren Kennlinienknicks zu legen. Auf diese Weise erhält man an einem direkt im Anodenkreis liegenden Drehspulinstrument 'Zuckausschläge, die der Größe der verschiedenen Signale entsprechen. Diese Verfahren haben den Nachteil, daß bei Annäherung an den Sender unter Innehaltung der Leitlinie, d.h. bei Gleichheit der beiden Seitenkennungen, der sich einstellende Dauer- 50 ausschlag mit abnehmender Entfernung Sender—-Empfänger wächst und umgekehrt.' Mit anderen Worten, der die Leitlinie kennzeichnende Da'uerausschlag ist nicht konstant, und der Pilot muß das Instrument längere Zeit beobachten, um feststellen zu können, ob der größere Ausschlag von einem überwiegenden Seitenzeichen oder von der zunehmenden Empfangsfeldstärke herrührt.

Die vorliegende Erfindung bezweckt einerseits, daß bei Innehaltung der Leitlinie auf der Skala des Alizeigeinstrumentes immer ein konstanter Wert, z. B. der in der Mitte der Skala liegende Nullpunkt (bei negativer und positiver Skaleneinteilung), angezeigt wird, unabhängig davon, ob die Gesamtfeldstärke am Ort des Fahrzeuges groß oder klein ist. Anderseits soll durch die vorliegende Erfin-

*) Von dein Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Rudolf Weher in Berlin.

dung erreicht werden, daß bei Abweichung von der Leitlinie der Zeiger des Anzeigeinstrumentes immer nur nach einer Seite aus_; schlägt und dabei einen möglichst kräfi Ausschlag nach der der Seite der Abweichi zugeordneten Skalenhälfte ausführt. ₁

dem Abklingen eines Zeichens soll der Zeiger" des Instrumentes auf Null zurückkehren, ohne vorher auf die andere Skalenseite zu pendeln. ίο Durch das erfindungsgemäße Peilgerät, welches vorwiegend zur Verwendung in einem Punkt-Strich-Verfahren entwickelt wurde, werden alle an ein Sichtanzeigegerät zu stellenden Forderungen erfüllt. Das erfindungsgemäße Peilempfangsgerät mit Sichtanzeigeinstrument, bei dem nach der Gleichrichtung der Empfangsschwingungen pulsierende Gleichspannungen entstehen bzw. bei dem im Falle modulierter Signale die Modulationsschwingungen in einer weiteren Richtstufe gleichgerichtet werden, ist dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstrommittelwert des Gleichrichterausganges ausgesiebt wird und die im Takt der Signale auftretenden Pulsationen (Wechselstromimpulse) einem Kreuzspulinstrument zugeführt werden, dessen beiden Spulen je ein Gleichrichter, aber mit entgegengesetzten Durchlaßrichtungen, vorgeschaltet ist.

Die Aussiebung des Gleichstrommittelwertes vom Gleichrichterausgang geschieht dabei durch eine Widerstandskapazitätskombination, und zwar in der Form, daß die gleichgerichteten Spannungen einer Kombination, bestehend aus Kondensator C₁ und Widerstand R₁, zugeführt xmd die am Widerstand^ im Takte de.r Signale auftretenden Pulsationen über einen großen Kondensator C₂ dem Anzeigeinstrument zugeführt werden.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Peilgerätes soll an Hand der beispielsweisen Abb. ι bis 3 erläutert werden, unter der Voraussetzung, daß von dem Leitsender modulierte Zeichen nach dem e/t-Verfahren (Punkt-Strich) ausgesandt werden.

+5 In Abb. ι ist Mf das Niederfrequenzausgangsrohr eines beliebigen Peilempfängers. Im Anodenkreis dieses Rohres liegt der Ausgangstransformator T_n der die Anodengleichspannung von der nachfolgenden Anordnung fernhalten soll und gleichzeitig zur Widerstandsanpassung der angeschalteten Elemente dienen kann. Die an den Klemmen A> B des Transformators auftretende Wechselspannung U_Nf. (s. Abb. 2a bzw. 3a) wird durch einen Gleichrichter Q₀ gleichgerichtet 'und einer Kombination aus Widerstand ^₁ und Kondensator C₁ zugeführt. Diese Kombination soll eine Zeitkonstante besitzen, die klein ist gegenüber der Dauer des kürzesten auftretenden Zeichens, damit keine Verwischung der kurzen Zeichen auftreten kann. An den Klem

men des Widerstandes ^₁ treten Spannungen auf, etwa von der Form entsprechend .bb. 2b 'und 3b. Eliminiert man nun den ichstromanteil dieser pulsierenden Spanigen durch einen großen Kondensator C₂, treten an einem nachfolgenden Wider-"ständ/?₂ Pulsationen U_R2 von der in Abb. 2c und 3c gezeigten Form auf. Diese Pulsationen werden erfindungsgemäß einem Kreuzspulinstrument zugeführt. Die Eliminierung des Gleichstromanteils kann auch durch einen geeigneten Transformator geschehen, jedoch würde dieser bei den langsamen, zu übertragenden Pulsationen sehr groß und damit schwer und kostspielig ausfallen.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Ausbildung und die Schaltung eines Kreuzspulinstrumentes Ιζ. Das Kreuzspulinstrument K, besitzt zwei Spulen S₁ und S₂, die unter einem geeigneten Winkel zueinander gekreuzt sind und vorzugsweise zur Vermeidung einer gegenseitigen Induktionswirkung auf einer Achse übereinander angeordnet sind. Der Nullpunkt O liegt in der Mitte der Skala P. Der Magnet M ist so ausgebildet, daß der auf die einzelnen Spulen wirkende Kraftfluß nicht für alle Spulenstellungen homogen ist. Der Magnet M kann also z. B. einen besonders großen Luftspalt besitzen bzw. kann die Bohrung, innerhalb der sich die Spulen drehen, einen elliptischen Querschnitt haben. Diese Ausbildung des Magnetfeldes hat den Zweck, daß einerseits die jeweils stromführende Spule in ein mögliehst starkes homogenes Feld gezogen wird und dann ein entsprechendes Drehmoment ausüben kann, und daß anderseits die stromlose Spule in ein möglichst schwaches Feld gedreht wird, damit sie keine wesentlichen Gegen-EMK an ihren Enden entwickeln kann. Auf diese Weise wird eine äußerst geringe Einstelldämpfung erreicht.

Die Spulen S₁ und S₂ des Kreuzspulinstrumentes K. sind auf der einen Seite mit dem Zusammenschlußpunkt der Widerstände R₁ und R₂ und auf der anderen Seite unter Zwi- ' schenschaltung je eines Gleichrichters G₁ und G₂ mit untereinander entgegengesetzter Durchlaßrichtung mit dem Zusammenschlußpunkt des Widerstandes R₁₂ und des Kondensators C₂ verbunden.

Um die Wirkungsweise dieser Anordnung zu verstehen, denkt man sich wiederum die in Abb. 2c dargestellte Wechselspannung. Die dem Punktzeichen entsprechend hohe positive Spannung fließt über den Gleichrichter G₁ und erteilt der Spule S₁ einen starken Ausschlag. Diese soll sich dabei so drehen, daß sie im starken homogenen Feld bleibt, etwa derart, daß der Zeiger entsprechend Abb. ι nach links ausschlägt.

Gleichzeitig wird dabei die Spule S₂ aus dem starben Feld herausgedreht. Beim Wechsel auf das Strichzeichen (negative Spannung) fließt der Strom über G₂ und damit durch die^ sich zur Zeit in einem relativ schwachen Fejld* befindliche SpuleS₂. Das von S₂ entwickelte Drehmoment ist gering. Als Rückstellkraft wirkt fast nur die Feder. Um nun bei der Rückdrehung zusätzlich eine hohe Dämpfung

ίο zu erzeugen, legt man zur jeweils stromlos rückgedrehten Spule je einen weiteren Gleichrichter G₃ bzw. G₄ mit entsprechenden Einstellwiderständen r₃ und /*₄ parallel. Es wird somit erreicht, daß die an den Enden der rijckgedrehten SpUIeS₁ auftretende EMK sich über den Kreis S₁, G₃ und r_r je nach Größe der Kreiskonstanten ausgleicht und die Rückkehrdämpf ung erheblich vergrößert. Die Rückkehrdämpfung kann · durch die Widerstände r₃ und ^₄ beliebig eingestellt werden.

Durch die erfindungsgemäße Schaltung

wird erreicht, daß die Einstelldämpfung für das überwiegende Zeichen gering und die Rückstelldämpfung groß ist. Mit dem erfindungsgemäßen Peilgerät ist es möglich, die Seitenabweichung eines Flugzeuges von der ¹ Leitlinie durch einen exakten einseitigen Ausschlag zur Anzeige zu bringen.

In einem ausgeführten Gerät haben sich Sperrschichtgleichrichter besonders bewährt. In demselben Gerät wurden Schaltelemente in folgenden Größen verwendet:

C₁ = 4 fiF,
R₁ = ίο·' Olim,
C₂ = 300 (aF.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Peilgerätes ist ohne weiteres auch in solchen Fällen möglich, in denen vom Leitsender unmodulierte Zeichen ausgesandt werden. Ein diesbezüglicher Empfänger würde beispielsweise folgendermaßen aufgebaut sein: An das Empfangs- bzw. Mischrohr würde sich ein Zwischenfrequenzverstärker anreihen, dessen Ausgangsenergie in einem nachfolgenden Hochfrequenzdetektor gleichgerichtet würde. Die Richtspannung dieses Hochfrequenzdetektors würde dann einer Kombination, bestehend aus Kondensator C₁ und Widerstand R₁, und die am Widerstand ^₁ auftretenden Bulsationen über einen großen Kondensator C_z dem Kreuzspulinstrument zugeführt.

Ein Niederfrequenzverstärker und 'ein weiterer Gleichrichter für die Modulationsfrequenz würde dabei in Wegfall kommen.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Peilempfangsgerät zum Leiten von Flugzeugen nach der Punkt-Strich-Methode 6b mit Sichtanzeigeinstrument, bei dem nach einer Gleichrichtung der Empfangsschwingungen pulsierende Gleichspannungen entstehen bzw. bei dem im Falle modulierter Signale die Modulationsschwingungen in einer weiteren Richtstufe gleichgerichtet werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhaltung von Zuckausschlägen des Anzeigeinstrumentes der Gleichstrommittelwert des Gleichrichterausganges ausgesiebt wird und die im Takte der Signale auftretenden Pulsationen einem Kreuzspulinstrument zugeführt werden, dessen beiden Spulen je 'ein Gleichrichter, aber mit entgegengesetzten Durchlaßrichtungen, vorgeschaltet ist.

2. Peügerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den beiden Spulen des Kreuzspulinstrumentes weitere Gleichrichter parallel geschaltet sind.

3. Peügerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeicKnet, daß in Reihe mit den parallel geschalteten¹ Gleichrichtern je ein veränderlicher Widerstand liegt.

4. Peilgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Gleichrichter Sperrschichtgleichrichter verwendet werden.

5. Kreuzspulinstrument zur Verwendung in einem Peügerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Spulen durchdringende Magnetfeld durch passende Formgebung des Luftspaltes nicht in allen Spulenstellungen konstant ist.

6. Kreuzspulinstrument zur Verwendung

in einem Peügerät nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch "gekennzeichnet, daß der Nullpunkt der Skala auf der Mitte der Anzeigevorrichtung liegt.

7. Peüempfangsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleich-Strommittelwert des Gleichrichterausganges durch eine Widerstandskapazitätskombination ausgesiebt wird, derart, daß die gleichgerichteten Spannungen einer Kombination, bestehend aus Kondensator (C₁) 'und Widerstand (^₁), zugeführt und die am Widerstand im Takte der Signale auftretenden Pulsationen über einen großen Kondensator (C₂) dem Anzeigegerät zugeführt werden.

8. Peügerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante der Kombination (C₁, R₁) klein ist gegenüber der Dauer des kürzesten Signals.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen