DE678010C

DE678010C - Rotatable arrangement for direction finding by means of ultra-short electric waves of centimeter and decimeter length

Info

Publication number: DE678010C
Application number: DEP66552D
Authority: DE
Original assignee: Julius Pintsch AG
Current assignee: Julius Pintsch AG
Priority date: 1932-12-07
Filing date: 1932-12-07
Publication date: 1939-06-24

Description

Drehbare Anordnung zum Richtungspeilen mittels ultrakurzer elektrischer Wellen von Zentimeter- und Dezimeterlänge Ultrakurze Wellen von Dezimeter- und Zentimeterwelienlänge zeigen schon eine Reihe von Eigenschaften des optischen Lichtes. Sie können vor allem durch Hohlspiegel gebündelt werden, so daß mit ihnen eine Richtungs-und Ortsbestimmung vorgenommen werden kann. Um die Richtung festzustellen, wird eine Empfangsantenne bzw. ein Empfangskreis mit einem Hohlspiegel versehen und um eine Achse drehbar aufgestellt. Die Richtung, in der der Sendekreis liegt, wird aus der Stellung größter Empfangsintensität festgestellt.Rotatable arrangement for direction finding by means of ultra-short electrical Waves of centimeter and decimeter length Ultra-short waves of decimeter and centimeter wavelength already show a number of properties of optical light. You can before are mainly bundled by concave mirrors, so that with them a direction and location determination can be made. A receiving antenna is used to determine the direction or a receiving circuit is provided with a concave mirror and rotatable about an axis set up. The direction in which the transmission circle is located becomes the greatest from the position Reception intensity determined.

Eine solche Anordnung läßt jedoch nur ungenau die Richtung eines Senders bestimmen, da das Maximum verhältnismäßig breit ist. Eine größere Genauigkeit läßt sich mit den sog. Minimummethoden erhalten, bei denen mit einem Richtempfangssystem die Stelle der geringsten Empfangsintensität aufgesucht. wird. Dieses Minimum kann im allgemeinen recht eng begrenzt werden und gestattet daher eine ziemlich genaue Richtungsbestimmung. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf derartige Minimummethoden. However, such an arrangement leaves the direction of one inaccurate Determine the transmitter, as the maximum is relatively wide. Greater accuracy can be obtained with the so-called minimum methods, in those with a directional reception system visited the point of the lowest reception intensity. will. This minimum can can generally be quite narrow and therefore allows a fairly precise Direction determination. The present invention relates to such minimized approaches.

Der Unterschied von dem Bekannten besteht in folgendem : Bei den bekannten Anordnungen wird gegewöhnlich eine kardioidenähnliche Richtcharakteristik erzielt, bei welcher über den größten Umfang des Kreises die nahezu maximale Intensität empfangen wird, während nur an einer einzigen Stelle das Minimum auftritt. Gerade bei sehr scharfen Peilungen ist dieses Minimum so spitz, daß es leicht übersehen werden kann. Die Erfindung erzielt ein Richtdiagramm, bei welchem unmittelbar neben dem Minimum rechts und links je ein starkes Maximum vorhanden ist.The difference from the known consists in the following: With the known Arrangements a cardioid-like directional characteristic is usually achieved, at which received almost maximum intensity over the largest circumference of the circle becomes, while the minimum occurs only at a single point. Especially with very With sharp bearings, this minimum is so sharp that it can easily be overlooked. The invention achieves a directional diagram in which immediately adjacent to the minimum there is a strong maximum on the right and left.

Wird eine solche Richtanordnung irgendwo aufgestellt, so kann man bei Drehung des Empfangsgebildes bis in die Nähe der zu ermittelnden Richtung plötzlich ein starkes Ansteigen der Empfangsstärke beobachten.If such an alignment arrangement is set up somewhere, one can suddenly when rotating the reception image up to the vicinity of the direction to be determined observe a sharp increase in reception strength.

Hierdurch wird man zwangsläufig darauf aufmerksam gemacht, daß man sich nunmehr in der Nähe der wahren Peilrichtung befindet.This inevitably draws your attention to the fact that one is now in the vicinity of the true bearing direction.

Die weitere Einstellung erfolgt daim nach dem Minimum, die bekanntlich den Vorteil der größeren Genauigkeit besitzt. Durch die Erfindung werden also die Vorteile der Maximumpeilung mit denen der Minimumpeilung in ein er neuen zweckvollen Weise kombimert.The further adjustment takes place after the minimum, which is known has the advantage of greater accuracy. The invention so the Advantages of the maximum bearing with those of the minimum bearing in a new expedient Way.

Zum Vergleich sind in den Abb. 1 bis 3 die drei erwähnten Peilcharakteristiken nebeneinandergestellt. For comparison, Figs. 1 to 3 show the three bearing characteristics mentioned juxtaposed.

Abb. 1 zeigt schematisch die Maximummethode. M.an erkennt, daß die Punkte zwischen A und B nahezu die gleiche Empfangsstärke aufweisen, so daß eine Un. terscheidung zwischen ihnen praktisch nicht möglich ist. Fig. 1 shows schematically the maximum method. M. to recognize that the Points between A and B have almost the same reception strength, so that a U.N. distinction between them is practically impossible.

Diese Methode kann daher nur zu ganz ungefähren Richtungsbestimmungen benutzt werden.This method can therefore only be too whole approximate directions to be used.

Abb. 2 zeigt die bekannte Minimummethode mit kardioidenförmiger Richtcharakteristik. Fig. 2 shows the well-known minimum method with a cardioid directional characteristic.

Hier ist die Richtungsbestimmung viel schärfer; die Methode hat aber den Nachteil, daß über den ganzen Umfang nahezu mit gleicher Intensität empfangen wird.Here the direction determination is much more precise; but the method has the disadvantage that received over the entire range with almost the same intensity will.

Abb. 3 zeigt schematisch eine Richtcharakteristik, bei welcher zur ungefähren Richtungsbestimmung die Äste C und D dienen, rvelche eine Maximumpeilung ähnlich derjenigen in Abb. 1 liefern. In der wahren Peilrichtung geht aber diese Maximumpeilung plötzlich in eine Minimumpeilung über, die wegen ihres scharfen Überganges besonders genau ist. Fig. 3 shows schematically a directional characteristic in which to branches C and D are used for approximate direction determination, rvelche a maximum bearing similar to that in Fig. 1. In the true bearing direction, however, this goes The maximum bearing suddenly turns into a minimum bearing because of its sharp transition is particularly accurate.

Diese Charakteristik wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß zwei in die gleiche Richtung weisende Reflektorsysteme mit einer gemeinsamen Empfangsanordnung in Verbindung stehen und daß die Reflektorsysteme räumlich so zueinander und zur Empfangsanordnung angeordnet sind, daß für die aus der Peilrichtung einfallende ebene Welle der Gangunterschied der Hochfrequenz von den einzelnen Reflektoren zu der Empfangsanordnung 180° beträgt, so daß beim Drehen der Peilanordnung in der Pellrichtung das Minimum und zu beiden Seiten je ein Maximum auftreten. An sich ist es bekannt, Peilungen mit Hilfe von 800 phas@nverschobenen Wellenzügen vorzunehmen. Hierbei wurden aber bisher nur ungerichtete Antennen verwendet. Teilweise wurde auch der Phasenunterschied solcher ungerichteter Antennen mit einer Meßbrücke bestimmt. Eine Maximum- Minim um-Wirkung im Sinne der Erfindung wurde dabei. nicht erzielt.This characteristic is achieved according to the invention in that two reflector systems pointing in the same direction with a common receiving arrangement are connected and that the reflector systems spatially to each other and to Receiving arrangement are arranged that for the incident from the bearing direction plane wave increases the path difference of the high frequency from the individual reflectors the receiving arrangement is 180 °, so that when rotating the bearing arrangement in the The direction of the pellet is the minimum and a maximum occurs on both sides. Per se it is known to take bearings with the help of 800 phase-shifted wave trains. So far, however, only omnidirectional antennas have been used. Partly has been the phase difference of such non-directional antennas is also determined with a measuring bridge. A maximum-minimum effect within the meaning of the invention was thereby achieved. not achieved.

Die praktische Ausbildung erfindungsgemäßer Peilanordnungen wird an Hand der Abb.4 bis 9 erläutert. Die Anordnung in Abb.4 besteht aus zwei Empfangsspiegeln S1 und S2, die im Abstand a gemeinsam um die Achse drehbar aufgestellt sind. Sie tragen in ihrem Brennpunkt je eine Aufnahmeantenne A1 und A3. Zum Schutz gegen direkte Strahlung sind die beiden Antennen mit Hilfsreflektoren HR1 und HR2 versehen. Die Aufnahmeantennen, welche gleiche Energiebeträge aufnehmen, sind mit je einer Ultrabochfrequenzleitung L1 und L2 verbunden, die znveckmäßig mit einer wnetallischen Hülle H abgeschirmt sind. An der Stelle E befindet sich der eigentliche Empfänger. Die Leitungslängen L1 und L sind so bemessen, daß der Wegunterschied von L1 und L2 genau eine halbe Wellenlänge oder ein ungeradzahliges Vielfaches einer - halben Wellenlänge beträgt. The practical training of bearing arrangements according to the invention is explained on the basis of Figures 4 to 9. The arrangement in Figure 4 consists of two receiving mirrors S1 and S2, which are set up rotatably together about the axis at a distance a. she each have a receiving antenna A1 and A3 at their focal point. To protect against direct Radiation, the two antennas are provided with auxiliary reflectors HR1 and HR2. the Pick-up antennas, which pick up the same amount of energy, are each equipped with an ultra-high frequency line L1 and L2 connected, which are znveckweise shielded with a metallic shell H. are. The actual receiver is located at point E. The line lengths L1 and L are dimensioned so that the path difference between L1 and L2 is exactly half Wavelength or an odd multiple of half a wavelength.

Eine auf die beiden Spiegel senkrecht auftreffende Welle löscht sich also an der Stelle E aus, man hört den Sender nicht. Ist die auftreffende Welle unter dem Winkel α gegen die Verbindungsebene der Spiegel geneigt, so ergibt sich bei konstantem Spiegel abstand a und der Wellenlänge # die Größe des Phasenwinkels # zu # = 2 # # α #/#. Die Peilung wird also um so genauer, je größera und je kleiner Ä ist. Die Stelle minimaler Lautstärke tritt für den Phasenwinkel # = # auf. α wird dann α = #/2 a. Für # = 3 # stellt sich ein zweites Minimum des Empfangs ein, das aber nicht zwischen zwei großen Empfangsmaxima liegt. Die Lautstärkeverteilung in Abhängigkeit von α entspricht etwa derjenigen der Abb. 3. Die ungefähre Richtung ist demnach durch die Lage der beiden Hauptmaxima festgestellt, die genaue Peilung erfolgt dann durch Bestimmung des zwischen den Hauptmaxima gelegenen Minimums.A wave hitting the two mirrors perpendicularly is extinguished So at point E, you can't hear the station. Is the wave that hits it inclined at the angle α against the connecting plane of the mirror, so results With a constant mirror distance a and the wavelength # the size of the phase angle # to # = 2 # # α # / #. The bearing becomes more precise, the larger and the smaller Ä is. The point of minimum volume occurs for the phase angle # = # on. α then becomes α = # / 2 a. For # = 3 # there is a second minimum of reception, but not between two large reception maxima. the Volume distribution as a function of α corresponds roughly to that of Fig. 3. The approximate direction is therefore due to the position of the two main maxima determined the exact bearing is then determined by determining the between the Main maxima located minimum.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt die Abb. 5. Die Anordnung besteht hier aus dem Empfängers mit dem Hilfsreflektor HR zur Abschirmung der direkten Strahlung und den beiden Reflektoren S1 und Ss. Der Reflektor S1 ist in dem Abstand tj =@ il der Reflektor S im Abstand 12 (n - l) # #/2 von der Empfangsröhre angeordnet. Außerdem befindet sich der Empfänger 15 im Brennpunkt der beiden Spiegel. Another embodiment of the invention is shown in FIG. 5. The arrangement here consists of the receiver with the auxiliary reflector HR for shielding the direct radiation and the two reflectors S1 and Ss. The reflector is S1 at the distance tj = @ il the reflector S at a distance 12 (n - l) # # / 2 from the receiving tube arranged. In addition, the receiver 15 is located in the focal point of the two mirrors.

Weiterhin sind die beiden Spiegel S1 und S2 so bernessen, daß sie bei senkrecht einfallender Sendewelle gleiche Intensitäten an die Empfangsröhre abgeben. Die ganze Anordnung ist ebenfalls um eine Achse drehbar zu denken. Auch ist der Abstand von Hilfsreflektor und Empfangskreis günstig zu wählen, und zwar so, daß er bei einem geschlossen. Schwingungskreis ein ganzzahliges Vielfaches der halben Wellenlänge bzw. beim offenen Schwingungskreis ein ungeradzahliges Vielfaches der Viertelwellenlänge beträgt. Die Wirkungssveise der Anordnung ist im Prinzip genau dieselbe wie die der Anordnung in Abb. I. Einer der beiden Spiegel S1 und S2 ist zweckmäßig noch in seinem Abstand zur Empfangsröhre zu variieren. Die Peilung ist dann richtig, wenn bei gleichem Abstand der beiden Spiegel maximale Lautstärke und bei einer Abstandsdifferenz gleich der halben Wellenlänge der Empfang aussetzt.Furthermore, the two mirrors S1 and S2 are so obsolete that they the same intensities are applied to the receiving tube when the transmitted wave is incident vertically hand over. The whole arrangement can also be thought of as being rotatable about an axis. Even the distance between the auxiliary reflector and the receiving circuit is to be chosen favorably, namely so that he closed at one. Oscillating circuit is an integral multiple of half a wavelength or, in the case of the open oscillation circuit, an odd multiple the quarter wavelength is. The mode of operation of the arrangement is in principle exactly the same as that of the arrangement in Fig. I. One of the two mirrors S1 and It is advisable to vary the distance between S2 and the receiving tube. The bearing is correct if the maximum volume is reached at the same distance between the two mirrors and reception is interrupted if the distance difference is equal to half the wavelength.

In den Abb. 6 und 7 sind Ausführungsbeispiele dargestellt, bei denen zur Erzielung des Empfangsminimums vor die mit dem Reflektor R versehene Empfangsröhre E eine aus Metallstreifen B1 bis B2 bestehende Blende vorgesehen ist. Die durch die beiden Spalte tretenden Wellenteile interferieren nach Reflexion. an dem Reflektor R so, daß ihr Phasenunterschied an der Steile des Empfängers E I800 beträgt. Durch Drehung der gesamten Anorcb7nnlg verändert sich auch der Phasenwinkel, so daß der Sender wieder zu hören ist. Die Wirkungsweise ist demnach genau dieselbe wie die der Anordnungen in Abb.4 und 5. In Abb. 7 sind die Blenden B4 bis B6 parabolisch oder auch kreisförmig gehalten. In Figs. 6 and 7 embodiments are shown in which to achieve the minimum reception in front of the receiving tube provided with the reflector R. E a panel consisting of metal strips B1 to B2 is provided. By the wave parts entering the two gaps interfere after reflection. on the reflector R so that their phase difference on the steep of the receiver E I800 is. By rotating the entire anorcb7nnlg, the phase angle also changes, so that the station can be heard again. The mode of action is therefore exactly the same as in the arrangements in Fig. 4 and 5. In Fig. 7, the diaphragms B4 to B6 are parabolic or kept circular.

In Abb. 8 ist schließlich noch eine Anordnung dargestellt, bei welcher eine Spiegelhälfte durch ein Dielektrikum D abgedeckt ist. Dadurch erhalten die die beiden Spiegelhälften treffenden Wellen ebenfalls eine Phasendifferenz von 180°. Zur Peilung im Raum sind zwei solche Anordnungen notwendig, wobei der zweite Spiegel das Dielektrikum um 90° versetzt erhält. Auch die Anordnungen in Abb. 4 und 5 können durch Verdoppelung und Drehen um 900 zur räumlichen Peilung benutzt werden (Abb. 9). In Fig. 8, finally, an arrangement is shown in which one mirror half is covered by a dielectric D. This will give the The waves hitting the two mirror halves also have a phase difference of 180 °. Two such arrangements are necessary for bearing in space, with the second mirror the dielectric is offset by 90 °. The arrangements in Figs. 4 and 5 can also be used can be used for spatial bearing by doubling and rotating by 900 (Fig. 9).

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E: I. Rotatable arrangement for direction finding by means of ultra-short electrical waves of centimeter and decimeter length, thereby characterized in that two reflector systems pointing in the same direction with one common receiving arrangement in connection and that the reflector systems are spatially arranged to each other and to the receiving arrangement that for the out the direction of bearing incident plane wave the path difference of the high frequency of the individual reflectors to the receiving arrangement bearing 180 °, so that when Rotate the bearing assembly in the pelletizing direction a minimum and to both sides each a maximum occur.

2. reflector system for an arrangement according to claim I, characterized in that that the receiving circuit is provided with two reflectors whose focal length difference half a wavelength or an odd multiple of half the wavelength is (Fig. 5).

3. reflector system for an arrangement according to claim I, characterized in that that instead of separate reflectors against the Peiirrichtung a common reflector with upstream, two separate beams permeable apertures are provided (Fig. 6 and 7).

4. reflector system for an arrangement according to claim I, characterized in that that a common reflector is provided in place of separate reflectors and one mirror half is covered with a dielectric whose dielectricity constant and its thickness are chosen so that a path difference of at the point of the receiving tube (Fig. 8).

5. Arrangement according to claim I to 4, characterized in that the Receiving tubes with auxiliary reflectors (HR, e.g. Fig. 4) to protect against direct Radiation are provided.

6. Arrangement according to claim I to 5, characterized in that by Double arrangement in two mutually perpendicular directions an arrangement for Bearing in space is formed (Fig. 9).