DE1022474B - Radaruebungsgeraet - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf ein Übungsgerät, das zur Schulung in der Handhabung und Bedienung von Radareinrichtungen sowie zur Unterweisung in der Auswertung von Radarbildern dient.

Das Übungsgerät besitzt einen Bildschirm, auf dem Darstellungen von nachgeahmten Echosignalen erzeugt werden, und bietet den Vorteil, daß eine aus der Radarpraxis entnommene Übungsaufgabe jederzeit in ihren wesentlichen Merkmalen rekonstruiert und reproduziert werden kann. Die Schulung an einem Bodenübungsgerät ist außerdem weit billiger als Übungen während des Fluges in einem Luftfahrzeug, gleichgültig ob dieses als Aufnahmeobjekt oder als Träger des Radargerätes dient.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein einfaches Radarübungsgerät vorzusehen, welches in der Lage ist, auf einem Bildschirm Zacken zu erzeugen, die nachgeahmte Boden- oder Wolkenechos und auch Echos von anderen fliegenden Gegenständen darstellen.

Allgemein gesprochen, beschäftigt sich die Erfindung mit einem Radarübungsgerät, in dem auf einem Bildschirm die Wiedergabe von Radarechos fliegender Gegenstände oder Bodenkonturen erzeugt werden. Dieses Gerät enthält einen Erzeuger elektromagnetischer Wellen, übereinander angeordnete Zeichenfolien, von denen mindestens eine die Darstellung der radarreflektierenden Eigenschaften der erwähnten Bodenkonturen und mindestens eine der übrigen Karten die Darstellung der radarreflektierenden Merkmale von fliegenden Gegenständen liefert. Diese Zeichenfolien weisen nun Bereiche auf, die geeignet sind, die erwähnten Wellen in einem begrenzten Umfang durchzulassen oder zu reflektieren, wobei sich dieseBereiche auf das Licht einer besonderen Farbe beziehen können, oder daß die Zeichenfolien auch geeignet sind, die erwähnten Wellen zu polarisieren. Das Gerät besitzt Mittel zur Erzeugung unabhängiger Gruppen elektrischer Signale als Ergebnis solcher polarisierter oder begrenzter Bereiche elektromagnetischer Wellen, die beim Durchgang durch die oder bei der Reflexion der obenerwähnten Zeichenfolien derart empfangen werden, daß eine Gruppe maßgeblich für Radarechosignale von fliegenden Gegenständen und eine weitere Gruppe maßgeblich für Radarechosignale von Bodenkonturen ist. Weiterhin sind Mittel vorgesehen, die auf diese Gruppen der elektrischen Signale ansprechen und dazu dienen, ein Bild erscheinen zu lassen, welches mindestens teilweise den Radarechos der erwähnten fliegenden Gegenstände und der Bodenmerkmale entspricht.

Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung werden Mittel vorgesehen, die in Übereinstimmung mit der angenommenen Lage und Richtung eines Radartasters gesteuert werden, die dazu dienen, das Radarübungsgerät

Anmelder:
Communications Patents Limited, London

Vertreter: Dr. H. Wilcken, Patentanwalt,
Lübeck, Breite Str. 52-54

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 18. Februar 1955

Bild von Bodenechosignalen zu unterbinden, und zwar in Übereinstimmung mit dem angenommenen augenblicklichen Suchbereich eines Radarstrahles. Weiterhin sind Mittel vorgesehen, um auf einer entsprechenden Kathodenstrahlröhre, die als Lichtquelle dient, eine Sektor abtastung hervorzurufen, ähnlich einer Lichtquelle, wie sie für die erwähnte Bildröhre vorgesehen ist. Ferner sind Mittel vorgesehen, um die Zeichenfolien und die Kathodenstrahlröhre relativ zueinander zu verlagern, entsprechend der angenommenen, augenblicklichen Lage und des Kurses eines Luftfahrzeuges, so daß der Bereich der Zeichenfolie, der durch die Kathodenstrahlröhre abgetastet wird, im wesentlichen dem Bereich entspricht, der bei einer vorwärts suchenden Radareinrichtung in einem wirklichen Flugzeug abgetastet werden würde.

Um die Erfindung besser verständlich zu machen, wird nun eine Ausführungsform als Beispiel an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen Aufbau eines Gerätes für die Nachahmung eines Radarbildes, wie es von einer nach vorwärts suchenden Radareinrichtung eines Luftfahrzeuges wiedergegeben wird,

Fig. 2 eine geometrische Darstellung der Lage eines Strahles, von dem angenommen wird, daß er von einer Antenne der Radareinrichtung ausgeht.

Das Ausführungsbeispiel befaßt sich mit der Nachahmung eines Radarsystems, welches sich auf vorwärts suchende Funkmessungen in Luftfahrzeugen bezieht.

709 848/50

Eine besondere Aufgabe dieser Ausführung besteht darin, ein Gerät vorzusehen, welches dazu dient, auf dem Bildschirm einer geeigneten Wiedergaberöhre eine Darstellung eines Radarbildes zu benutzen, wie

von Getrieberädern 12 und 13 von einem Motor 14 in Umdrehung versetzbar ist, und zwar in Anpassung an den angenommenen Kurs des die Radareinrichtung enthaltenden Flugzeuges. Die Röhre8 ist zu der Dreh

es in großenZügen von dem Betrachter in einem wirk- 5 achse des Gehäuses 11 versetzt, so daß die Drehung liehen Flugzeug gesehen wird. dieser Röhre um eine Längsachse erfolgt, die etwa

In einer wirklichen Einrichtung werden Radarecho- durch den Pol des sektorartigen Abtastrasters, welcher signale eines reflektierenden Gegenstandes dazu be- auf dem Schirm hergestellt ist, verläuft. Dieser Pol nutzt, die Herstellung eines Bildes auf einem Bild- gibt den Kurs des Luftfahrzeuges an. Unterhalb der schirm zu steuern. Die Art der Information, die sich io Röhre 8 werden zwei übereinander angeordnete auf einem solchen Schirm zeigt, hängt von der Art Zeichenfolien 15 und 16 auf Platten 17 und 18 vordes reflektierenden Gegenstandes ab, wobei im all- gesehen. Diese Röhre vom Lichtpunkttyp ist geeignet, gemeinen auch ein Hintergrund aus Geräuschen und einen Lichtstrahl zu erzeugen, der die Zeichenfolien Störechosignalen vorhanden ist. Typisch reflektierende abtasten soll. Die Zeichenfolie 15 gibt die Darstellung Gegenstände sind andere Luftfahrzeuge, Bodenechos, 15 von radarreflektierenden Wolkenformationen wieder, einschließlich Echos von beliebigen Bodenfahrzeugen, während die Zeichenfolie 16 die radarreflektierenden und Wolkenechos. Zusätzlich muß bei taktischen Ope- Merkmale der Erdoberfläche darstellt. Die Zeichenrationen einschließlich des Angriffes eines Flugzeuges folie 16 kann gegenüber der Kathodenstrahlröhre 8 gegen ein anderes das angegriffene Flugzeug ver- durch die Elektromotoren 19 und 20 in Verbindung suchen, das Radarsystem des angreifenden Flugzeuges 20 mit den Spindeln 21 und 22 bewegt werden. Der Moauszuschalten, z. B. durch Ausstreuen von Streifen in tor 19 wird so gesteuert, daß die Drehung seiner seine Flugbahn, die reflektierende und absorbierende Welle proportional der angenommenen Ost-West-Flächen besitzen, was als »Vorhang« (window) be- Geschwindigkeit des Flugzeuges ist, und detnzeichnet wird. Das Gerät nach der Erfindung ermög- entsprechend wird die Spindel 21 in Umdrehung verlicht, die Nachahmung von Echosignalbildern \^ron 25 setzt. Diese Spindel ist so bemessen, daß durch Dresolchen reflektierenden Gegenständen schnell zu er- hung der Welle des Motors 19 der Motor 20 und seine reichen. zugehörige Spindel eine Querbewegung in Richtung

Es ist besonders wichtig, sowohl in der zivilen als senkrecht zur Spindel 21 ausführen. Ein Gewindeauge auch in der militärischen Luftfahrt, das Einfliegen in 23 ist an der Platte 18 befestigt und wird von der gefährliche Wolkenbildungen zu vermeiden, da in 30 Spindel 22 durchgriffen. Der Motor 20 wird so gediesen starke Luftwirbel auftreten können. Kumulus- steuert, daß er seine Spindel mit einer Geschwindigkeit Regenwolken sind in dieser Hinsicht besonders gefahr- in Umdrehung versetzt, die der angenommenen Nordlich, und es ist bekannt, daß diese Wolkenformation Süd-Geschwindigkeit des Flugzeuges proportional ist. auftreffende Radarsignale reflektiert und dadurch ein Durch diese Mittel wird die Zeichenfolie 16 gegenüber Bild auf einer geeigneten Bildröhre erzeugt. Dieses 35 der Kathodenstrahlröhre 8 entsprechend der angenom-Merkmal ist besonders für die Darstellung eines menen augenblicklichen Position des Luftfahrzeuges Bildes benutzbar, ähnlich demjenigen, welches durch verlagert.

Echosignale, die von wirklichen Wolkenformationen Um die Wirkung der Wolkendrift wiederzugeben,

empfangen werden, entsteht, als auch für die Dar- kann die Zeichenfolie 15 gegenüber der Röhre 8 in stellung von Bodenreflexionssignalen, wobei zu be- 4° ähnlicher Weise bewegt werden, wie zu der Zeichenmerken ist, daß die Erfindung keineswegs auf die folie 16 beschrieben wurde, wobei in diesem Fall Nachahmung solcher Bilder beschränkt bleibt, sondern Elektromotoren 24 und 25 benutzt werden, um die allgemein anwendbar ist. Spindeln 26 und 27 mit Geschwindigkeiten in Um-

Um solche Wolken- oder Bodenechosignalbilder drehung zu versetzen, die proportional den angenomnachzuahmen, werden zwei Transparente vorgesehen, 45 menen, augenblicklichen Nord-Süd- und Ost-Westvon denen das eine eine Darstellung von radarreflek- Geschwindigkeiten der angenommenen Wolkenformatierenden Wolken und das andere die Darstellung von tion sind.

radarreflektierenden Gegenständen auf der Erd- Die Zeichenfolie 15 besteht aus rotem Filtermaterial

oberfläche wiedergibt. Diese Transparente werden mit hellen weißen Flecken und gibt eine Darstellung mittels eines bewegten Lichtstrahles abgetastet, der 50 der radarreflektierenden Merkmale von Wolkenformamit zwei fotoelektrischen Zellen so zusammenarbeitet, tionen wieder, während die Zeichenfolie 16 aus grünem Filtermaterial besteht und helle weiße Flecke besitzt und dazu benutzt wird, um die radarreflektierenden Merkmale eines Teiles der Erdoberfläche 55 wiederzugeben. Die hellen Flecken auf diesen Zeichenfolien stellen Bereiche dar, von denen Echosignale empfangen werden können, so daß auf der grünen Zeichenfolie ein heller Bereich einen Wolkenechobereich darstellt, während ein heller Bereich auf der tastraster für eine zweite Kathodenstrahlröhre 9 60 roten Zeichenfolie einen Echobereich der Erdobervorhanden ist, welche als Bildröhre dient. Ein ge- fläche wiedergibt.

Wie schon gesagt, wird das Gehäuse 11, welches die
Röhre 8 enthält, durch den aufrecht stehenden Motor
14 in LTmdrehung versetzt. Da bei dieser Röhre eine

Kippvorrichtung dazu verwendet wird, den ent- 65 sektorartige Abtastung angewendet wird und der Pol sprechenden Raster auf der Röhre 8 herzustellen, so einer solchen Abtastung im allgemeinen nicht im Zendaß die Abtastungen auf diesen Röhren synchronisiert trum der Röhrenfläche liegt, ist die Röhre zur Drehwerden. achse des Gehäuses 11 so verlagert, daß die Drehung

Die Kathodenstrahlröhre 8 ist starr in einem Ge- dieser Röhre um eine Achse erfolgt, die durch den Pol häuse 11 montiert, welches unter Zwischenschaltung 70 des Abtastrasters verläuft. Da die Zeichenfolie 16 in

daß Signale von der Form erzeugt werden, die erforderlich sind, um die Herstellung eines sichtbaren Bildes, welches zu solchen Echosignalen gehört, zu steuern.

Fig. 1 zeigt ein Gerät entsprechend dieser Ausführung, in welchem eine Kathodenstrahlröhre 8 vorgesehen ist, auf deren Schirm ein Abtastraster vom Sektorabtasttyp erzeugt wird, wobei ein ähnlicher Ab-

eigneter Ausgang der Kippvorrichtung 10 wird dazu benutzt, den Bildeindruck des Rasters auf der Röhre 9 zu steuern, während ein weiterer Ausgang dieser

ihrer Lage der angenommenen, augenblicklichen Position des Flugzeuges entspricht, stellt die Lage des Pols des Abtastrasters der Röhre 8 in bezug auf diese Zeichenfolie die angenommene, augenblickliche Lage des mit der Radareinrichtung versehenen Flugzeuges gegenüber der Erdoberfläche dar. Die Wirkung der Drehung dieser Röhre entsprechend dem angenommenen Kurs des Luftfahrzeuges besteht darin, daß die Symmetrielinie des Abtastrasters immer in eine Richtung zeigt, die im wesentlichen dem angenommenen Kurs des Luftfahrzeuges entspricht, und der abgetastete Bereich der übereinanderliegenden Zeichenfolien entspricht im wesentlichen dem Bereich, der durch die vorwärts suchende Radareinrichtung des Luftfahrzeuges abgetastet werden würde.

Die Anordnung der Zeichenfolien ist derart, daß, wenn der von der Kathodenstrahlröhre 8 erzeugte Lichtstrahl sich über einen hellen Bereich der roten Zeichenfolie 15 bewegt, das Licht ungeändert zur grünen Zeichenfolie hindurchtritt, wobei dieser Zustand der Reflexion einer Radarwelle von einer radarreflektierenden Wolkenformation entspricht. Wenn der helle Bereich der Zeichenfolie 15 über einem farbigen Abschnitt der Zeichenfolie 16 liegt, wird nur grünes Licht durch die Zeichenfolien hindurchtreten, so daß dieses grüne Licht die Radarechos von Wolkenformationen darstellt. Wenn ein heller Bereich der Zeichenfolie 15 über einem ebenfalls hellen Bereich der Zeichenfolie 16 liegt, die ein Radarbild der Erdoberfläche darstellt, so wird weißes Licht durch die Zeichenfolien hindurchtreten und damit die Radarechos sowohl vom Boden als auch von Wolkenformationen darstellen. In ähnlicher Weise wird, wenn von dem Radarstrahl aus einem Luftfahrzeug angenommen wird, daß er auf radarreflektierende Merkmale der Erdoberfläche auftrifft, ohne daß radarreflektierende Wolken dazwischenliegen, d. h. wenn die Lichtstrahlen von der Fläche der Röhre durch das rote Filter und durch einen hellen Fleck des grünen Filters hindurchtreten, nur rotes Licht durch die übereinanderliegenden Zeichenfolien hindurchtreten, und dieses stellt ein Bodenecho dar. Wenn in dem zugehörigen Bereich und Kurs des Flugzeuges weder eine radarreflektierende Wolke noch ein radarreflektierendes Merkmal der Erdoberfläche liegt, so werden die übereinanderliegenden roten und grünen Filterflächen weder rotes noch grünes Licht durchlassen.

Das Licht der Röhre 8, welches durch die Zeichenfolien hindurchtritt, trifft durch eine Linse 28 auf einen halbversilberten Spiegel 29, der mit einem Winkel von 45° zur Ebene der Zeichenfolien angeordnet ist. Ein Teil des Lichtes tritt durch den Spiegel hindurch und durch ein Grünfilter 30. Wenn das Licht eine grüne Komponente enthält, d. h. wenn es durch einen hellen Fleck des roten Filters hindurchgetreten ist und dadurch ein Echosignal von radarreflektierenden Wolken darstellt, tritt das grüne Licht durch das Filter 30 hindurch und fällt auf eine fotoelektrische Zelle 31, in der entsprechende, elektrische Signale entstehen, die dazu verwendet werden, einen elektronischen Verstärker 32 zu steuern. Der Rest des Lichtes aus der Röhre 8, der durch die Zeichenfolien 15 und und die Linse 28 hindurchtritt, wird von dem halbversilberten Spiegel 29 zu einem Rotfilter 33 reflektiert. Wenn dieses Licht eine Rotkomponente enthält, d. h. wenn es durch einen hellen Fleck im grünen Filter hindurchgetreten ist und dadurch Echosignale von Radarbodenmerkmalen zeigt, tritt das rote Licht durch das Filter 33 hindurch und fällt auf eine fotoelektrische Zelle 34, die entsprechende Signale erzeugt, welche dazu verwendet werden, einen weiteren elektronischen Verstärker 35 zu steuern.

Der Ausgang des Verstärkers 32 entsprechend den Signalen der Fotozelle 31 stellt somit Echos von Wolkenformationen dar, während der Ausgang des Verstärkers 35 entsprechend den Signalen der Fotozelle 34 Bodenechos darstellt.

Der Ausgang des Verstärkers 35 wird dann einem elektronischen Schaltkreis 36 zugeführt, um zusammengesetzte Bodenechos zu eliminieren, die in Bereichen auftreten, welche kleiner sind als der minimal nachgeahmte Bodenbereich, von dem Bodenechos empfangen werden können (s. Fig. 2). Der Schaltkreis 36 wird in jeder Bereichsabtastung der Bereichsabtastkippvorrichtung 10 durch einen Schaltimpuls betätigt, der zu Beginn der Abtastung auftritt und dessen Dauer den Minimalbereich darstellt. Aus Fig. 2 ergibt sich, daß dieser Minimalbereich etwa gleich dem Bereich h · cot (Θ + x) ist, wobei Θ der Winkel der Senkrichtung des Radarstrahles und χ die halbe Strahlbreite ist. Für alle praktisch vorkommenden Zwecke kann der Maximalbereich h ■ cot (Θ — x), von dem Bodenechos empfangen werden können, vernachlässigt werden, da er für normale Operationswinkel den Maximalbereich des Bildes übersteigt.

Die Schaltimpulse zur Betätigung der Schaltanordnung 36 werden durch Anlegen einer negativen Spannung erzeugt, die von einem Potentiometer 37 abgenommen wird, dessen Abnehmer entsprechend der angenommenen Höhe des Flugzeuges eingestellt wird und an einem weiteren Potentiometer 38 liegt, dessen Abnehmer entsprechend dem Winkel (6> + x) eingestellt wird. Die Windungen dieses Potentiometers sind so verlegt, daß die Stellung des Spannungsabnehmers eine Ausgangsspannung proportional dem Kotangens eines Winkels anzeigt, und zwar bis zu einem Wert herauf, der dem Punkt- entspricht, an dem die Dauer des Schaltimpulses gleich oder größer als die Länge der Bereichsabtastung ist. Die verfügbare negative Spannung zwischen dem Abnehmer und der Erdung des Potentiometers 38 ist somit h · χ (Θ + χ), und diese Spannung wird einem Amplitudenkomparator 39 zugeführt, dem auch ein negatives Sägezahnsignal der Kippvorrichtung 10 zugeführt wird, welche die sägezahnförmigen Ablenkströme für eine drehende Ablenkspule 40 der Bildröhre 9 erzeugt. Ein Motor 41 dreht die Spule über ein Zahnrad 42 und einen nicht gezeichneten Zahnring, der koaxial zur Spule 40 liegt, entsprechend der angenommenen Winkeltastung des Radarstrahles, wobei diese Anordnung dazu dient, die Bereichsabtastdarstellung vom Sektorabtasttyp herzustellen. Der Komparator 39 liefert eine Folge negativer Impulse, und zwar für jede Bereichsablenktastung einen Impuls, wobei jeder Impuls zu Beginn der Abtastung entsprechend dem Nullbereich einsetzt und endet, wenn die Amplitude der Sägezahnspannung aus der Kippspule 40 gleich der des Ausgangspotentials am Abnehmer des Potentiometers 38 gegenüber Erde wird, d. h. an einem Punkt der Abtastung, der dem Bereich h-cot(0 + x) entspricht. Diese negativen Impulse des Komparatorkreises werden dem Schaltkreis 36 als Schaltspannungen zugeführt und gewährleisten, daß der Ausgang des letzteren Kreises keine Signale enthält, die Echos aus Bereichen darstellen, die kleiner sind als der erwähnte Minimalbereich, aus dem Bodenechos empfangen werden können.

Die nachgeahmten Bodenechosignale, die durch den Schaltkreis 36 hindurchlaufen können, und die nachgeahmten Wolkenechosignale aus dem Verstärker 32

werden in einem geeigneten Verstärker 33 kombiniert. dessen Ausgang einem weiteren Verstärker 44 zugeführt wird. Der letztere Verstärker 44 wird durch ein Signal gesteuert, welches der vierten Potenz des Bereiches eines nachgeahmten Echosignals, welches der Verstärker empfängt, proportional ist. Dieses Signal wird durch Verwendung zweier in Serie liegender, zur Umwandlung der Sinuswelle in eine Rechteckwelle dienender Kreise 45 und 46 erzeugt, wobei dem ersteren die Bereichsablenksignale der Kippvorrichtung 10 zugeführt werden, so daß der Ausgang des zweiten Kreises 46 das geforderte vierte Potenzverhältnis besitzt. Auf diese Weise werden die Ausgangssignale des Verstärkers 44 unter Berücksichti-

Eine Alternativausführung des Gerätes nach der Erfindung kann verwendet werden, wenn Zeichenfolien zur Anwendung gelangen, die Bereiche besitzen, welche das Licht einer Lichtquelle polarisieren. Diese Zeichenfolien werden so aufgebaut, daß eine Polarisationsebene einer Darstellung von radarreflektierenden Merkmalen von Wolken entspricht, während eine abweichende Polarisationsebene verwendet wird, um Darstellungen von radarreflektierenden Bodenmerkmalen hervorzurufen. Um dies zu bewirken, wird die Zeichenfolie 15 so aufgebaut, daß sie helle Bereiche besitzt, die unpolarisiertes Licht durchlassen, und weitere Bereiche aufweist, die horizontal polarisiertes Licht durchlassen, wobei das Licht, welches durch die

gung der Wirkung des Fadings von Echosignalen mit 15 hellen Bereiche hindurchtritt, Wolkenechos wiedergibt.

Änderung des Bereiches geändert. Die aus dem Ver- Die untere Zeichenfolie 16 ist mit hellen Bereichen

stärker 44 verfügbaren Ausgangssignale werden einem versehen, die das hindurchtretende Licht unpolarisiert

geeigneten Steuergitter 47 der Kathodenstrahlröhre 9 lassen und damit die Bodenechos wiedergeben. Andere

zugeführt. Die sich ergebenden Kurven auf dem Schirm Bereiche dieser Zeichenfolie sind geeignet, das durch-

der Röhre 9 stellen daher die Wolken- und Boden- 20 tretende Licht vertikal zu polarisieren. Die Filter 30

merkmale eines Bereiches dar, von dem angenommen ist, daß er durch die Radareinrichtung des Flugzeuges abgetastetet wird.

In dieser Apparatur können unterschiedliche

und 33 werden in diesem Fall durch polarisierende Scheiben oder durch Nicoische Prismen ersetzt.

Das Licht einer Abtaströhre 8, welches durch einen klären Bereich beider Zeichenfolien 15 und 16 hin-

Wolkenzeichenfolien bei gleichbleibender Boden- 35 durchtritt, ist nicht polarisiert und durchläuft die

zeichenfolie wahlweise benutzt werden, um einem Schüler zu ermöglichen, das Fliegen in unterschiedlichen Wolkenbildungen zu erlernen.

Das Filtermaterial wird so gewählt, daß die roten

Linse 28 zum halbversilberten Spiegel 29 und wird von diesem durch Reflexion zu der Polarisationsscheibe 33 und bei Durchgang durch den Spiegel zu der zweiten Polarisationsscheibe 30 gelangen. Dieses Teile der Zeichenfolie 15 im wesentlichen kein Licht 30 unpolarisierte Licht tritt durch die Scheiben 33 und durchlassen, \velches durch das grüne Filter 30 hin- 30 hindurch und setzt die Fotozellen 34 und 31 in durchtreten würde, während die grünen Teile der Zei- Tätigkeit, während der übrige Vorgang dieses Gerätes chenfolie 16 im wesentlichen kein Licht durchlassen, dann so verläuft, wie vorstehend beschrieben wurde, welches durch das roteFilter33 hindurchtreten würde, Licht aus der Abtaströhre, welches durch einen polariso daß die Zeichenfolien 15 und 16 bei Überdeckung 35 sierenden Bereich der Zeichenfolie 15 und einen hellen von roten und grünen Teilen kein Licht durchlassen, Bereich der Zeichenfolie 16 hindurchtritt, ist horizonwelches entweder durch das Rotfilter 33 oder das tal polarisiert und gibt Wolkenechosignale wieder, und Grünfilter 30 weitergeleitet würde. dieses Licht durchläuft die Linse 28 und trifft auf den

Es ist verständlich, daß auch die Umkehrung der Spiegel 29 auf. Derjenige Teil, der durch diesen Spiebeschriebenen Anordnung benutzt werden kann, d. h., 40 gel hindurchtritt, durchdringt die Polarisationsscheibe Wolken- oder Bodenmerkmale können auf ihren zu- 30 und gelangt im wesentlichen ungeschwächt zur gehörigen Zeichenfolien durch farbige Bereiche (z. B. Fotozelle 31, durch die der Verstärker 32 in Tätigkeit

tritt, so daß in ihm Ausgangssignale erzeugt werden, die die Wolkenechosignale wiedergeben. Derjenige

gg g (

rote und grüne) auf einem hellen Untergrund dargestellt werden. In diesem Fall zeigt das Fehlen von

Licht, welches sonst durch das Rotfilter 33 auf die 45 Teil des horizontal polarisierten Lichtes, welcher vom

Fotozelle 34 trifft, das Vorhandensein eines Bodenechos an, und das Fehlen von. Licht, welches sonst durch das Grünfilter 30 auf die Fotozelle 31 trifft, das Vorhandensein eines Wolkenechos. Die Schaltanordnungen sind dementsprechend abgeändert.

Um die Wirkung eines doppelbrechenden, reflektierenden Mediums nachzuahmen, können Bereiche abgestufter Dichte bzw. Durchlässigkeit auf den Zeichenfolien vorgesehen werden. Es kann z. B. an Stelle

Spiegel 29 reflektiert wird und auf die Polarisationsscheibe 33 auftrifft, wird durch diese Scheibe geschwächt und absorbiert, da sie durch ihre Anordnung quer zur Polarisationsebene liegt, so daß die Fotozelle 34 nicht in Tätigkeit tritt und der Verstärker 35 keine Leistung abgibt. Wenn Licht λόπ der Lichtquelle durch einen hellen Bereich der Zeichenfolie 15 und dann durch einen polarisierten Bereich der Zeichenfolie 16 tritt, ist der austretende Lichtstrahl in der

heller Bereiche eine abgestufte Darstellung vorgesehen 55 vertikalen Ebene polarisiert, so daß derTeil. der durch sein, deren dichte Bereiche in weniger dichte Bereiche den halbversilberten Spiegel 29 hindurchtritt, durch überlaufen. Echosignale einer typischen Kumulus- die Polarisationsscheibe 30 geschwächt oder absorbiert Regenwolkenformation sind in der Nähe des Kernes wird, womit die Fotozelle 31 unwirksam bleibt. Das oder der Kerne der Wolke stark und schwächen sich Licht, welches von dem Spiegel reflektiert wird, durchnach den Rändern der Wolkenformation ab. Um dies 60 läuft die Scheibe 33 ohne wesentliche Schwächung, so darzustellen, könnte ein heller Bereich einer Zeichen- daß die Fotozelle 34 erregt wird und dadurch den folie einem hellen Bereich maximaler Echosignal- Verstärker 35 in Tätigkeit setzt, der Ausgangssignale intensität entsprechen, während ein weniger durch- erzeugt, die Bodenechosignale wiedergeben. Wenn lässiger Bereich einem Teil einer Wolkenbildung Licht der Lichtquelle auf einen polarisierten Bereich entsprechen könnte, der die Echosignale entsprechend 65 beider Zeichenfolien 15 und 16 auftrifft, wird im schwächer reflektiert. In bezug auf das komplementäre wesentlichen kein Licht durch die untere Zeichenfolie Fb

Farbsystem können die roten Bereiche schattiert sein und dadurch verschiedene Durchlässigkeit besitzen, wobei die Wirkungsweise sodann ähnlich ist, wie vorstehend beschrieben wurde.

hindurchtreten, da die polarisierenden Bereiche senkrecht zueinander stehen, so daß weder Wolken- noch Bodenechosignale erzeugt werden.

Um Echosignale hervorzurufen, die sich in der In-

tensität derart ändern, daß sie die Nachahmung schwächerer Echos ermöglichen, werden, die polarisierenden Bereiche der Zeichenfolien aus unterschiedlich gestuftem:, polarisierendem Material hergestellt, so daß dieses einen Aufbau der Darstellung mit Kon,-türen darstellt. Um z. B. ein starkes Echosignal nachzuahmen, könnte ein nur wenig polarisierendes Material benutzt werden, so daß dem auftreffenden Lichtstrahl nur eine geringe Polarisation! aufgezwungen wird. Um schwächere Echosignale nachzuahmen, wird ein; gut polarisierendes Material verwendet. Durch diese Maßnahmen kann die Intensität des durchtretenden Lichts geändert werden, wodurch die Polarisation der nachgeahmten Radarsignale geändert wird, die aus den Verstärkern, 32 und 35 zur Verfügung stehen und die den gewünschten Intensitätsänderungen in Echosignalen entsprechen. Diese Nachahmung schwächerer Echos ist verschieden von, der Nachahmung der Wirkungen bei einer Änderung im Bereich und ist dazu bestimmt, den Unterschied in der Signalintensität beim Empfang aus verschiedenen Bereichen einer doppelbrechend reflektierenden Fläche nachzuahmen.

Um geplante Radarstörungen nachzuahmen, wie sie z. B. durch einen »Vorhang« erzeugt werden, kann eine Zeichenfolie verwendet werden, die entweder diejenige für die Wolkenechonachahmung ersetzt oder neben dieser Zeichenfolie benutzt wird. Schattierte Bereiche, die den »Vorhange-Abwurf wiedergeben, können, auf der Zeichenfolie vorgesehen werden, und wenn diese Zeichenfolie die Wolkenechodarstellung ersetzt, wird, die Arbeitsweise des Gerätes so sein, wie vorstehend beschrieben ist. Wenn es gewünscht wird, solche Darstellungen mittels einer dritten oder weiteren Zeichenfolie zu überlagern, die über den. vorhandenen Zeichenfolien angeordnet werden, kann eine Kombination, von Farbfiltern und Polarisatoren, benutzt werden;, wobei die Schaltanordnungen entsprechend abzuändern sind. Solchen, weiteren. Zeichenfolien kann eine unabhängige Bewegung erteilt werden, z. B. entsprechend der angenommenen Drift oder dem Auseinanderbrechen, des Vorhangabwurfes. Zusätzlich kann eine weitere Zeichenfolie verwendet werden,, um ein oder mehrere Luftfahrzeuge, die in, einer Formation fliegen, wiederzugeben oder um eine Darstellung eines Flugzeuges auf dem Bildschirm zu erzeugen:, welche einem Hintergrund überlagert ist, der gewümschtenfalls aus Bodenechoe, Wolkenechos, Vorhangechos oder aus geeigneten Kombinationen, dieser oder ähnlicher Faktoren bestehen kann. Zufällige Störsignale, die durch einen geeigneten Störgenerator erzeugt werden, können ebenfalls einem geeigneten Kreis der Bildröhre zugeführt werden,.

Es ist verständlich, daß an Stelle von übereinanderliegenden Zeichemfolien, wie vorstehend beschrieben, mehrere Zeichenfolien Seite an, Seite in. einer Ebene angeordnet werden, können, wobei mehrere Abtaströhren vorgesehen werden und jede Zeichenfolie gegenüber der Röhre verlagert werden kann. Solch eine Anordnung erfordert jedoch eine Verdoppelung der Apparatur, was durch die Ausbildung des vorstehend beschriebenen Gerätes vermieden wird.

Das dem Erfindungsgedanken zugrunde liegende Gerät benutzt den Durchgang vonLichtsignalen durch Transparente. Eine Alternative besteht darin, eine undurchsichtige Zeichenfolie zur Darstellung der Bodenmerkmale zu benutzen und über dieser eine zweite Zeichenfolie anzuordnen, die Wolkennierkmale wiedergibt, wobei diese letztere Zeichenfolie transparent ist, ähnlich wie es vorstehend beschrieben wurde.

Die undurchsichtige Zeichenfolie besitzt eine grüngefärbte Oberfläche zur Darstellung von Bereichen, von denen keine Bodensignale empfangen, werden, und weiße Bereiche zur Darstellung von Bereichen, von denen Bodenechosignale empfangen werden können. Die Fotozellen mit ihren zugehörigen roten und grünen Filtern werden so angeordnet, daß sie Licht empfangen, welches von den beiden Zeichenfolien reflektiert wird. In diesem Fall wird Licht, welches durch den hellen Bereich der oberen Zeichenfolie hindurchtritt und auf einen, weißen Bereich der unteren Zeichenfolie fällt, von diesem als weißes Licht reflektiert, welches von den Fotozellen, über die zugehörigen Filter aufgenommen wird. Licht, welches durch einen roten Bereich der oberen Zeichenfolie hindurchtritt und auf einen weißen. Bereich, der unteren Zeichenfolie auftrifft, wird als rotes Licht reflektiert und. damit die entsprechende Fotozelle erregen. Die weitere Betätigung entspricht der Anordnung der Fotozellen auf den Seiten der Zeichenfolien, die von der Lichtquelle abgekehrt sind.

Um Fehler infolge der Parallaxe und infolge des geneigten indirektenDurchganges von von der unteren Zeichenfolie durch die obere Zeichenfolie reflektiertem Licht zu vermeiden, was zu einem verwischten auftretenden Strahl führen würde, werden die Fotozellen vorzugsweise koaxial zur Lichtquelle angeordnet oder in deren Nähe, obgleich verständlich ist, daß ein geeignetes Linsen- oder Spiegelsystem verwendet werden könnte, um solche Fehler zu vermeiden. Gewünschtenfalls kann eine Abstufung der weißen Bereiche vorgesehen werden, um eine Nachahmung der sich ändernden Intensität der hervorzurufenden Radarechosignale zu ermöglichen.

Claims (15)

Patentansprüche:

1. Radarübungsgerät zur Erzeugung von Darstellungen der Radarechos von fliegenden Objekten und Bodenmerkmalen auf einem Bildschirm, gekennzeichnet durch mehrere übereinander angeordnete Zeichenfolien, von denen mindestens eine die Darstellung der radarreflektierenden Eigenschaften von Bodenmerkmialen und mindestens eine weitere die Darstellung der radarreflektierenden Eigenschaften fliegender Objekte wiedergibt, mit diesen Zeichenfolien zusammenarbeitende Mittel, die dazu dienen, unabhängige elektrische Signalgruppen derart auszunutzen, daß eine Gruppe die Radarechosignale der fliegenden Gegenstände und eine weitere Gruppe die Radarechosignale der Bodenmerkmale darstellt, und durch Mittel, die auf diese elektrischen Signalgruppen ansprechen und ein Bild erzeugen, welches mindestens teilweise typisch für Radarechos von fliegenden Gegenständen und von Bodenmerkmalen ist.

2. Radarübungsgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Erzeugung elektromagnetischer Wellen, eine erste Zeichenfolie mitBereichen, welche die Wellen durchlassen, und weiteren Bereichen, die nur einen, besonderen Bandbereich dieser Wellen durchlassen, eine zweite ähnliche, oberhalb der ersteren liegende Zeichenfolie, die Bereiche aufweist, welche eine spezielle, von der vorerwähnten Bandbreite abweichende Bandbreite der Wellen durchläßt, wobei die erstere Zeichenfolie die radarreflektierenden Eigenschaften von Bodenmerkmalen und diezweite Zeichenfolie die radarreflektierenden Eigenschaften von fliegenden Gegenständen wiedergibt, weiterhin

709 848/50

durch Mittel zur Erzeugung von Gruppen- elektrischer Signale aus den durch die beiden Zeichenfolien empfangenen elektromagnetischen Wellen, wobei die eine Gruppe die Radarechosignale der Bodenmerkmale und die zweite Gruppe die Radarechosignale fliegender Gegenstände wiedergibt, und durch Mittel, die auf die elektrischen Signale ansprechen und dazu dienen, ein Bild sichtbar zu machen, welches mindestens angenähert typisch für wirkliche Radarechos fliegender Gegenstände oder Bodenmerkmale ist.

3. Radarübungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung der elektromagnetischen Wellen zur Abtastung der Zeichenfolie dient und die Zeichenfolien geeeignet sind, die Polarisationsebene der elektromagnetischen Wellen zu verdrehen, wobei eine besondere zu den fliegenden Gegenständen gehörende Drehung und eine besondere, aber hiervon abweichende, zu den Bodenmerkmalen gehörende Drehung vorgesehen ist, und daß Mittel zur Anzeige solcher polarisierter Wellen und zur Erzeugung unabhängiger elektrischer Signalgruppen vorgesehen sind, derart, daß eine Gruppe Radarecho'signale fliegender Gegenstände und eine andere Gruppe Radarechosignale von Bodenmerkmalen wiedergibt, und daß Mittel vorgesehen sind, die auf diese elektrischen Signale ansprechen und ein Bild erzeugen,, welches wenigstens teilweise typisch für die Echosignale von, fliegenden Gegenständen oder Bodenmerkmaleni ist.

4. Radarübungsgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der unabhängigen Gruppen elektrischer Signale lichtempfindliche Mittel vorgesehen sind, welche auf die von den Zeichenfolien reflektierten elektromagnetischen Wellen ansprechen und unabhängige Gruppen elektrischer Signale erzeugen.

5. Radarübungsgerät zur Erzeugung von Dar- Ί-ο Stellungen dler Radarechos von Wolkenformationen oder Bodenmerkmalen auf einem Bildschirm nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Lichtquelle und zwei übereinanderliegende Zeichenfolien, die einerseits ⁴S filterbilden.de Bereiche für den Durchlaß von Licht verschiedener Farbe oder von Licht besitzen, welches senkrecht zueinander polarisiert ist, und andererseits Bereiche aufweisen, die Licht in stärkerem Maße durchlassen als die ersteren Bereiche. 5" wobei die ersteren oder die anderen Bereiche der einen Zeichenfolie radarreflektierende Wolken und der an deren Zeichen folie radarreflektierende Bodenmerkmale darstellen, durch Mittel, die das Licht von einer Lichtquelle, welches durch die Zeichenfolien hindurchtritt, sammeln; und eine erste Gruppe elektrischer Signale, welche die Radarechos von Wolkenformafcionen darstellen, als auch eine zweite Gruppe elektrischer Signale erzeugen, welche die Radarechos von Bodenmerkmalea darstellen, die auf einem Bildschirm entsprechende Zacken erzeugen.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch Mittel, die entspechend der angenommenen Lage und Richtung eines Radartasters gesteuert werden, um Signale zu eliminieren, die Bodenechos aus Bereichen darstellen, die im wesentlichen denjenigen gleichen, von denen in einem tatsächlichen Radarsystem keine Bodenechos mehr empfangen werden.

7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Erzeuger elektromagnetischer Wellen oder die Lichtquelle aus einer Kathodenstrahlröhre besteht und daß auch Mittel vorgesehen sind, die dazu dienen, auf der Fläche der Röhre einen Abtastraster zu erzeugen, welches dem Raster entspricht, wie er auf dem Schirm einer Bildröhre erzeugt wird.

S. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Darstellungen von Radarechos solche sind, die zu einer fliegenden, nach vorn suchenden Radareinrichtung gehören, und daß Mittel vorgesehen sind, um die Zeichenfolie. die zu den radarreflektierenden Bodenmerkmalen gehört, gegenüber der Kathodenstrahlröhre entsprechend der angenommenen Bewegung des die Radareinrichtung aufweisenden Flugzeuges gegenüber dem Boden zu verlagern.

9. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodenstrahlröhre entsprechend dem angenommenen Kurs des Flugzeuges um eine Längsachse so verdreht wird, daß der Pol des Abtastrasters dieser Röhre der angenommenen augenblicklichen Position des Flugzeuges entspricht, und so, daß der Bereich der übereinanderliegenden Zeichenfolien, der von dieser Röhre abgetastet wird, im wesentlichen dem Bereich entspricht, der durch eine vorwärts suchende Radarantenne des tatsächlichen Flugzeuges abgetastet werden würde.

10. Gerät nach Anspruch, 1 bis 3 und 5 bis 9. gekennzeichnet durch einen halbversilberteii Spiegel, der über die erwähnten Zeichenfolien Licht von einer Lichtquelle empfängt und winkelig zu den Zeichenfolien angeordnet ist, durch ein Filter für die elektromagnetische Strahlung eines besonderen Bandes, welches über die Zeichenfolieii von der Lichtquelle auf das Filter auftrifft und von dem Spiegel reflektiert wird, durch ein: weiteres Filter zur Aufnahnne der von der Lichtquelle ausgehenden elektromagnetischen Strahlung, die durch die Zeichenfolien und durch den Spiegel hindurchtritt und auf eine Bandbreite begrenzt ist, die van der auf das erstere Filter auftreffenden Bandbreite verschieden ist, und durch lichtempfindliche Zellen, die auf solche elektromagnetische Strahlung, die durch diese Filter hindurchtritt, anspricht, so daß von einer dieser Zellen Signale erzeugt werden, die typisch für Echosignale fliegender Gegenstände sind, und daß von einer zweiten Zelle Signale erzeugt werden, die typisch für Echosignale von Bodenmerkmalen sind.

11. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch einen Impulsgenerator, durch Mittel, die die Betätigung dieses Generators so steuern, daß die Impulsbreite der erzeugtem Impulse im wesentlichen typisch für den angenommenen minimalen augenblicklichen Suchbereich ist, der zu einem Radarsystem gehört, welches durch das Übungsgerät nachgeahmt werden soll, und durch Schaltmittel, d!ie auf diese Impulse ansprechen und dazu dienen, nachgeahmte Echosignalbilder auf einen Bereich zu begrenzen, der kleiner ist als der angenommene minimale augenblickliche Suchbereich.

12. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch Mittel, durch die die Zeichenfolie, die fliegende Gegenstände wiedergibt, gegenüber der Lichtquelle be-

wegt werden kann,, um die angenommene Bewegung eines fliegenden Gegenstandes gegenüber der Erde nachzuahmen.

13. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste oder die zweite Zeichenfolie einerseits Bereiche aufweist, die typisch für reflektierende Gegenstände, z. B. von der Art eines »Vorhanges«, eines Luftfahrzeuges oder eines ähnlichen Gegenstandes sind, und andererseits Bereiche aufweist, ίο die nicht radarreflektierende Gegenstände oder Bereiche darstellen, und daß die Darstellungen der reflektierenden Gegenstände sich entweder auf derselben Zeichenfolie befinden, die zur Darstellung von Wolkenechos benutzt wird, oder sich auf einer besonderen und abweichenden Zeichenf olie befinden.

14. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch mehrere

Zeichenfolien, auf denen Darstellungen von radarreflektierenden Gegenständen eines Luft- oder Erdbereiches vorgesehen sind, und zwar derart, daß diese Darstellungen entweder einzeln oder getrennt auf den Zeichenfolien angeordnet werden, die als Filter der elektromagnetischen Strahlung dienen, so daß ein gegebener Wellenbereich einer solchen Strahlung, der durch die Zeichenfolien hindurch oder von den Zeichenfolien reflektiert empfangen wird, typisch für eine besondere Art eines reflektierenden Gegenstandes ist.

15. Gerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Folien mit Bereichen versehen sind, deren Farbdichte so abgestuft ist, daß die erwähnten elektrischen Signalgruppen geändert werden, um die Darstellung der Wirkungen eines doppelbrechenden reflektierenden Mediums hervorzurufen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 709 848/50 12.57