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Funkortungssystem zum rechtzeitigen Erkennen der gegenseitigen
Annäherung von Fahrzeugen.
Ein grosser Teil der Unfälle von Schiffen und Flugzeugen wird durch Zusammenstösse hervorgerufen.
Ortungsgeräte nach dem Echolotungsverfahren und auch Anordnungen, die eine Kontrolle des gesamten Raumes bis zu bestimmten Entfernungen um das Fahrzeug ermöglichen, sind bekannt. Diese Einrichtungen müssen aber meist ständig beobachtet werden und sind für kleinere Fahrzeuge zu umfangreich und zu teuer. Ein Fahrzeuglenker, der ohne Hilfspersonal ist, kann auch nicht ständig einen Leuchtschirm beobachten ; es genügt. aber, dass er rechtzeitig erfährt, dass sich ein zweites Fahrzeug nähert und Gefahr droht.
Ein Verfahren, das bei der Annäherung eines gleichen Fahrzeuges bei einer bestimmten Radiusentfernung, z. B. 2 km bei Schiffen und 20 km bei Flugzeugen, automatisch ein sicher bemerkbares optisches und akustisches Signal auslöst und bei weiterer Annäherung, z. B. auf 1 oder 10 km. Alarmzeichen und automatische Positionskennzeichen einschaltet, wäre eine weitgehende Sicherung. Wenn für sämtliche Fahrzeuge einer Gattung nur je eine einzige Wellenlänge erforderlich wäre, bestünde die Möglichkeit für eine internationale Einführung des Systems.
Erfindungsgemäss werden zum rechtzeitigen Erkennen der gegenseitigen Annäherung von Fahrzeugen alle Fahrzeuge mit Impulssendern und Empfängern versehen, die auf der gleichen Wellenlänge arbeiten.
Die Ausgangsleistung aller Sender und die Verstärkung aller Empfänger einer Fahrzeuggattung ist gleich gross. Die Sender werden durch nach Wahrscheinlichkeitsgesetzen zeitlich aufeinanderfolgende Impulse hochgetastet, wobei die Empfänger solange gesperrt bleiben, dass die reflektierten Wellenzüge des eigenen Senders ausreichend abklingen können. Erst bei einer Annäherung der Fahrzeuge auf eine bestimmte Entfernung reicht die Ausgangsspannung der Empfänger zufolge der auf direkten Weg empfangenen Impulse aus, eine oder mehrere Signal-oder Alarmanlagen auszulösen. Ein geeignetes Messgerät, das die einzelnen Impulse integriert, zeigt die weitere Annäherung oder die Entfernung des zweiten Fahrzeuges an.
Für das erfindungsgemässe System wird, wie in der Zeichnung schematisch dargestellt ist, in jedes Fahrzeug ein Impulssender a und ein Empfänger b eingebaut. Alle Sender und Empfänger arbeiten auf der gleichen Wellenlänge, haben den gleichen Aufbau und insbesondere gleiche Sendestärke bzw. Ver- stärkung. Sender und Empfänger arbeiten abwechselnd mit der gleichen Antenne c, z. B. einer Stabantenne ohne Richtwirkung. Der Empfänger wird durch einen negativen Impuls aus dem Impulsgenerator g solange gesperrt, dass reflektierte Wellenzüge bis aus einer mehrfachen Bereichsentfernung nicht empfangen werden.
Die Empfänger werden in ihrer Empfindlichkeit und Verstärkung so dimensioniert, dass sie nur direkte Impulse aus einer bestimmten Mindestentfernung (z. B. 2 oder 20 km) bis zur Ansprechempfindlichkeit der ersten Signalanlage d verstärken. Bei einer vierfachen Signalstärke der empfangenen Impulse, die ca. der halben Mindestentfernung entspricht, spricht auch eine Alarmanlage e an. Dabei können gleichzeitig auch auffallende Positionskennzeichen (Scheinwerfer, Leuchtraketen, Rauchzeichen etc.) ausgelöst werden. Ein Messgerät f misst gleichzeitig die Stärke der empfangenen Impulse und zeigt durch eine Vergrösserung oder Verkleinerung seines Ausschlages die richtige oder falsche Durchführung des Ausweichmanövers an.
Da bei der notwendigerweise grossen Zahl der Sende- und Empfangsanlagen die Gefahr der gleichzeitigen und synchronen Blockade der Empfänger von zwei sich nähernden Fahrzeugen gegeben ist, wird erfindungsgemäss die Betriebstastung der Sender durch vollständig unregelmässige, nur Wahrscheinlichkeits-
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pro Sekunde betrachtet. so bilden diese zwei Kollektive mit je 100 Einheiten. Nach Laplace wird die Wahrscheinlichkeit als der Quotient w = g/m aus der Zahl der günstigen Fälle g und der möglichen m bezeichnet. Die Zahlder günstigen Fälle ist 102, die der möglichen 103, da 103 Impulse eine Sekunde zeitlich ausfüllen würden. Die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines Impulses innerhalb einer bestimmten Zeitspanne von 10-3 sec. ist daher w = 102/103 = 10-1.
Die Wahrscheinlichkeit, dass mehrere unabhängi- ge Ereignisse mit gleicher Wahrscheinlichkeit gleichzeitig auftreten, ist w2, daher ist die Wahrscheinlichkeit des Zusammentreffens zweier Impulse von zwei verschiedenen Impulsquellen in einer bestimmten Zeitspanne von 10-3 sec. nurwi+2 =w2 = 10-2. Die Wahrscheinlichkeit, dass alle 100 Impulse in einer
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Impulse wurde vernachlässigt) zeigen, dass auch bei einer noch so grossen Fahrzeuganzahl praktisch nie zwei Sender länger als Sekundenbruchteile gleichzeitig senden werden. Würde man nur die Tastfrequenz
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parate (Isotopen) gesteuerteIonisationskammern oder Zählrohre vorgeschlagen. Auch die Rauschspannungsspitzen sehr hoch verstärkter Rauschspannungen können zur Auslösung unregelmässiger Impulse verwendet werden.
In einer Ionisationskammer h erzeugt beispielsweise ein geeigneter radioaktiver Stoff i in bekannter Weise je Sekunde eine von der Menge des Stoffes und seiner Radioaktivität abhängende Anzahl Impulse.
Diese Impulse sind inihrer Folge gänzlichunregelmässig und unterliegen den oben angeführten Wahrscheinlichkeitsgesetzen.
Durch diese unregelmässige Tastung der Sender ist es möglich, sämtliche Sender und Empfänger von beliebig vielen Fahrzeugen auf einer einzigen Wellenlänge arbeiten zu lassen und alle Geräte gleichartig aufzubauen. Es werden immer eine ausreichende Anzahl von Impulsen dann von dem einen Sender gesendet werden, wenn der Sender des zweiten Fahrzeuges gesperrt ist und der Empfänger arbeitet. Da die Sendeleistung bei allen Sendern ungefähr gleich ist, kann nach den bekannten Gesetzen der Ausbreitung elektromagnetischer Wellen eine angenäherte Entfernungsbestimmung aus der Stärke der empfangenen Impulse erfolgen. Bei einer Massierung von Flugzeugen oder Fahrzeugen wird stets eine grössere Nähe vorgetäuscht.
Der sich ergebende Fehler bei der Entfernungsbestimmung ist aber insoweit zugleich nützlich, als bei mehreren sich nähernden Flugzeugen oder Fahrzeugen die Gefahr eines Zusammenstosses grösser ist und daher die Signalanlage früher ansprechen soll. Die aus grösserer Entfernung oder durch Reflexion stark geschwächten Impulse können die Signalanlagen nicht auslösen und auch nicht störend wirken.
Das erfindungsgemässe System ermöglicht keine sofortige Feststellung der Richtung, aus der Gefahr droht und ohne Richtantenne kann nicht unterschieden werden, ob es sich um ein entgegenkommendes, nachfolgendes oder kreuzendes Flugzeug bzw. Fahrzeug handelt. Es ist aber wichtiger, dass der Fahrzeuglenker auch ohne vorher aufpassen zu müssen, sofort gewarnt wird, wenn sich ein zweites Fahrzeug nähert. Viele Unfälle durch Zusammenstösse erfolgen trotz vorhandener Radareinrichtungen und Funkanlagen, weil der Fahrzeuglenker eben nicht immer diese Einrichtungen beobachten kann, kurzzeitig in der Aufmerksamkeit nachliess oder durch Störungen von anderen Reflektoren die Ortung undeutlich war. Durch Verwendung von richtungsempfindlichen Antennen oder Peilern nach der ersten Warnung kann auch die Richtung der Annäherung bestimmt werden.
Eine erhöhte Aufmerksamkeit in allen Fahrzeugen und das Setzen auffallender Zeichen reicht aber meist aus, einen Zusammenstoss zu verhindern.
Auch bei Kraftfahrzeugen ist eine Verwendung dieses Systems möglich, wenn. auch heute noch die Einführung aussichtslos erscheinen mag. Durch die kleineren Geschwindigkeiten und kürzeren Entfernungensind nur schwache Sender notwendig. Der Bedarf nur einer einzigen Wellenlänge für sämtliche Kraftfahrzeuge der Welt und gleiche Bauart aller Anlagen ermöglicht eine Serienfertigung grosser Stückzah- len. Es ist auch vorteilhaft auf einer nebeligen Autobahn oder einer kurvenreichen Gebirgsstrasse wenigstens zu wissen, dass sich einige hundert Meter vor oder hinter dem eigenen Fahrzeug andere befinden.
Durch Umschalten auf richtungsempfindliche Dipole kann auch die Richtung näher bestimmt werden.