DE1026380B - Anordnung zur raeumlichen Funk-Rueckstrahlpeilung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur räumlichen Funk-Rückstrahlpeilung, deren Richtstrahlbündel eine derartige, in sich geschlossene Bahn beschreibt, daß zwischen gegenüberliegenden Bündelstellungen ein Feldstärkenvergleich durchführbar ist.

Eine solche Anordnung ist in der britischen Patentschrift 634075 beschrieben worden. Das Bündel dieser Anordnung tastet kegelig ab, und während einer vollständigen Umdrehung des Bündels werden vier Sendeimpulse ausgesandt, und zwar ein Impuls in jeder extremen Lage in der Höhenwinkelfläche und ein Impuls in jeder extremen Lage in einer Fläche durch die Höhenwinkelaohse und die Achse des Abtastkegels. Die Echoimpulse, welche den in der Höhenwinkelfläche abgegebenen Sendeimpulsen entsprechen, werden nebeneinander auf dem leuchtschirm einer Kathodenstrahlröhre abgebildet als Striche, deren Länge mit der Echostärke wächst. Die Antenne der Anordnung wird dadurch um die Höhenrichtachse ausgerichtet, daß man die Länge dieser Striche einander gleichmacht. In ähnlicher Weise werden die Echoimpulse, welche den beiden anderen Sendeimpulsen entsprechen, nebeneinander auf dem Leuchtschirm einer zweiten Kaihodenstrahlröhre abgebildet, so daß ein Ausrichten um die Seitenrichtachse ermöglicht wird. Die beschriebene Anordnung erlaubt eine genaue Winkelvermessung, ist jedoch für schnelles Suchen ungeeignet, weil pro Abtastzyklus nur ein kleiner Teil des Raumes abgetastet wird.

Es gibt jedoch Gebiete, in welchen ein solches RückstrahloTtungsgerät von außerordentlich großer Bedeutung sein würde, das mit ziemlicher Genauigkeit den Seiten winkel, den Abstand und auch den Höhenwinkel liefert, ohne daß, wie bei den Geräten mit kegelförmiger Abtastung, ein fortwährendes genaues Richten in zwei Koordinatrichtungen notwendig wird und die Suchgeschwindigkeit dadurch so niedrig wird, daß ein Hilfsradargerät für das Suchen erwünscht erscheint. Ein derartiges Radargerät wäre besonders geeignet für das Hineinlotsen von Flugzeugen auf die Startbahnen von Lufthäfen bei Sichtbehinderung. Für dieses Verwendungsgebiet erscheint als sehr geeignet ein Radargerät mit einem in der Höhenwinkelfläche abtastenden, senkrecht zur Höhenwinkelfläche verbreiterten Bündel, das zugleich eine Suchbewegung durch Drehen um eine lotrechte Achse ausführen kann. Diese Geräte verfügen über einen schmalen, hohen Reflektor, welcher ein in der Richtung des Höhenwinkels scharfes Bündel liefert, so daß die Höhenwinkelmessungen ziemlich genau sind. Schnelles Suchen, erforderlich, um die Wartezeiten der Flugzeuge, weiche der Lotsung bedürfen, zu beschränken, wird von der Verbreiterung des Bündels senkrecht zur Höhenwinkelfläche ermöglicht.

Anordnung zur räumlichen
Funk-Rückstrahlpeilung

Anmelder:

N. V. Hollandse Signaalapparaten,
Hengelo (Niederlande)

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Scherrmann, Patentanwalt,
Eßlingen/Neckar, Fabrikstr. 9

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 27. Februar 1953

Marcus Staal, Hengelo (Niederlande),
ist als Erfinder genannt worden

Bei der Verwendung dieser Geräte empfindet man es als eine Unannehmlichkeit, daß man nicht sehen kann, in welcher Richtung ein Flugzeug das Bündel des Gerätes verläßt, wenn man nicht sofort, nachdem das Flugzeug aus dem Bündel verschwunden ist, das Gerät eine Suchbewegung um die lotrechte Achse machen läßt. Außerdem hat die Verbreiterung des Bündels den Nachteil, daß man erst spät gewarnt wird, wenn das Flugzeug von der richtigen Bahn abweicht, und daß eine genauere Messung des Seitenwinkels nur durch eine spezielle Manipulation ermöglicht wird, nämlich durch das Bestimmen der Einstellungen, in welchen das Echo eines Flugzeuges verschwindet, und durch Bestimmen des Durchschnittswertes der entsprechenden Seitenwinkel. Diese Unannehmlichkeiten erschweren die Verwendung der erwünschten Radargeräte für das Hineinlotsen von Flugzeugen. Man möchte an ein Gerät für diesen Zweck die folgenden Anforderungen stellen: Es müßte, aufgestellt auf einem Flugfeld z. B. in der Verlängerung einer Startbahn, schnell ein Flugzeug finden können, sodann die Daten liefern können, welche man dazu braucht, um das Flugzeug mittels radiotelefoniischer Mitteilungen nach einem Punkt zu leiten, der sich in bestimmter Höhe und in bestimmtem Abstand in der Verlängerung der Startbahn an der

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entgegengesetzten Seite befindet, und es müßte schließlich während der Landung fortwährend den Wert des Höhenwinkels und den Abstand liefern sowie sofort zeigen, in welcher Richtung das Flugzeug die vorgeschriebene Bahn zu verlassen droht, ohne daß dazu spezielle Messungen ausgeführt zu werden brauchen. Gemäß der Erfindung wird dies- dadurch erreicht, daß die Anordnung mit einer langgestreckten, ζ. Β. ellipsen- oder rechteckartigen Form der Abtastbahn

Differentialgeber enthalten, der von dem Antriebsmotor der Abtastvorrichtung getrieben wird und der laufend die erwünschte Abweichung der Einstellung um die erste Einstellachse einführt. Findet eineTachogeneratorsteuerung Verwendung, bei der ein Tachogenerator mittels eines Handrades und ein anderer Tachogenerator von dem Nachsteuermotor für das Richten um die erste Einstellachse getrieben wird, wobei der Spannungsunterschied der Tachogenera-

arbeitet, die nur in der Richtung der Quererstreckung 10 toren den Motor steuert, dann könnte im Kreis der einen Feldstärkenvergleich, in der Richtung der beiden Tachogeneratoren ein synchron mit der Haupt-Längserstreckung aber ein weitgehendes Abtasten er- abtastbewegung verstellbarer Spannungsteiler oder möglicht. ein derartiger Spannungsgeber aufgenommen sein, Bekanntlich kann die Abtastung in der Höhen- welcher die Hilfsabtastbewegung einführt. Für das winkelfläche dadurch herbeigeführt werden, daß der 15 Treiben des Drehtransfoxmators, des Spannungs

ganze Antennenreflektor oder die ganze Linse um eine Höhenrichtachse schwingt. Man könnte auch den Reflektor oder die Linse in Ruhe lassen und einen Strahler (wie ein Horn oder einen Dipol) sich in bezug auf diesen Reflektor oder diese Linse bewegen lassen. Bei der ersten Methode ist die Abtastfrequenz wegen des hohen Trägheitsmomentes beschränkt, bei der zweiten Methode ist der Hub des Strahlers begrenzt, weil dieser sich einer zirkeiförmigen Bahn entlang

gebers oder des addierenden Getriebes könnte ein untenstehend bei den Ausführungsbeispielen, beschriebener Kurbel- oder Nockenscheibenmechanismus Verwendung finden.

Die obenerwähnten Abtastmethoden sind jedoch nicht ohne Bedenken. Die Abtastfrequenz ist bei den modernen Geräten hoch, damit man auch von schnell bewegenden Zielen eine genügende Information empfängt. Außerdem wird sich zeigen, daß die Hilfsab-

bewegt und also die Brennfläche der Linse oder des 25 tastung vorzugsweise einen Verlauf hat, bei dem Reflektors verläßt. Beide Abtastmethoden sind auch starke Geschwindigkeitsänderungen auftreten. Der für die Hilfsabtastung geeignet. Weil der Hub der Nachsteuermotor für die Bewegung um die erste Ein-Hilfsabtastutng erheblich kleiner ist als der der Stellachse muß demzufolge imstande sein, dem ganzen Hauptabtastung, ist die Beschränkung des Hubes bei Gerät große Beschleunigungen mitzuteilen. Dies erder Methode mit sich bewegendem Strahler für die 30 fordert nicht nur einen kräftigen Antriebsmotor, son-Hilfsabtastung weniger beschwerlich. dem führt auch zu großer Belastung und Abnutzung

Es wird auf folgendes hingewiesen. In einer prak- des Getriebes.

tischen Ausführung wird man im allgemeinen die Vorzuziehen ist es daher, die Hilfsabtastbewegung

Hauptabtastbewegung in der Höhenwinkelfläche aus- nur von der Antenne ausführen zu lassen, z. B. daführen lassen, die Antenne, ungeachtet dessen, wie 35 durch, daß die Antenne in bezug auf ein um die erste die Hauptabtastbewegung zustande gebracht wird, um Einstellachse drehbares Untergestell um diese Achse eine Seitenrichtachse und eine Höhenrichtachse ein- oder um eine dieser Einstellachse parallele oder nicht stellbar machen und die Hilfsabtastung durch Schwin- parallele Achse eine Pendelbewegung ausführt, oder gen um eine Achse, welche senkrecht der Höhenricht- dadurch, daß sie um eine die Höhenrichtung mitachse ist, zustande bringen. Die Erfindung ist jedoch 40 machende Achse pendelt. Auch diese Pendelbewegung

kann von einem der untenstehend zu beschreibenden Kurbel- oder Nockenscheibenmechanismen zustande gebracht werden.

Obwohl die Antenne weniger Masse hat als das ganze Gerät, ist ihr Trägheitsmoment doch noch derart hoch, daß es bei den heutzutage erwünschten^ und möglichen Abtastfrequenzen zu hohen Massenkräften Anlaß gibt. Die geeignetste Methode zur Herbeiführung der Hilfsabtastbewegung ist daher die, bei

keineswegs auf eine derartige Konfiguration beschränkt. So ist es keineswegs notwendig, daß eine der Einstellachsen der Antenne lotrecht ist, weder daß die zweite Einstellachse der ersten Achse senkrecht ist, noch daß die Achse, um welche die Hauptabtastbewegung ausgeführt wird, mit einer der Antenneneinstellachsen zusammenfällt, oder dieser Einstellachse parallel ist, während die Hilfsabtastbewegung nicht in einer Richtung, die senkrecht zur Achse steht,

um welche die Antenne sich bei der Suchbewegung 50 welcher nur der Strahler in bezug auf einen Reflektor

dreht, stattzufinden braucht, noch in einer Richtung, oder eine Linse die Hilfsabtastwegung ausführt. Auch

welche der zweiten Einstellachse oder der Achse der kann der Strahler fest aufgestellt werden in bezug auf

Hauptabtastung parallel ist. ein das Bündel konzentrierendes Organ und die Strah-

Die Hilfsabtastbewegung kann in verschiedener lung auf dieses Organ werfen mittels eines beweg-

Weise zustande gebracht werden. Man könnte einer 55 liehen Hilfsreflektors, welcher dann die Hilfsabtast-

eventuellen Bewegung des ganzen Gerätes um eine bewegung und eventuell auch die Hauptabtastbewe-

erste Einstellachse ■ oder Suchachse eine pendelnde gung zustande bringt.

Bewegung mit geeignetem Verlauf überlagern, z. B. Die Methode, mittels der die Hauptabtastbewegung mittels eines addierenden Getriebes, dessen einer Ein- zustande gebracht wird, ist ganz unabhängig von der gang mit der Hauptabtastung synchron bewegt wird. 60 Methode der Verwirklichung der Hilfsabtastung, und In diesem Falle werden die erste Einstellachse und man kann dazu entweder nur den Strahler oder die die zweite Achse, um welche eine Suchbewegung statt- ganze Antenne um eine Achse senkrecht zur Hauptfindet, zusammenfallen. Die Überlagerung wird ohne abtastfläche pendeln lassen. Das Bündel kann mittels Mühe zustande gebracht, wenn das Gerät bei seiner einer Linse, eines Reflektors oder irgendeiner Richt-Bewegung um die erste Einstellachse von einem Nach- 65 antennenkonstruktion konzentriert werden, steuermotor getrieben wird, und zwar dadurch, daß Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an man in den Fernsteuerkreis ein Element schaltet, das Hand der Zeichnungen beschrieben werden, die erforderliche Extrasteuerung einführt. Wird mit Fig. 1 stellt einen Radarreflektor mit einer Abtasteiner winkelgetreuen Steuerung mit Drehtransforma- vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfintoren gesteuert, dann könnte der Steuerkreis einen 70 dung dar;

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Fig. 2 ist ein Diagramm von Hilfsabtastbewegun- der Hauptabtastung plötzlich in den anderen äußergen; sten Stand springt. Während des ganzen Hubes der Fig. 3 ist eine zweifach drehbare Wellenhohlleiter- Hauptabtastung ist dann der Unterschied zwischen kupplung; den durch die Hilfsabtastung bewirkten Bündellagen Fig. 4 ist gleichfalls eine zweifach drehbare Wellen- 5 und demzufolge die Empfindlichkeit für Änderungen holleiterkupplung; der Winkelkoordinate eines vom Bündel getroffenen Fig. 5 stellt einen umschaltbaren Nockenscheiben- Gegenstandes gleichbleibend. Ein plötzliches Umlegen mechanismus zur Steuerung der Hilf abtastung dar; des Wellenhohlrohres ist jedoch in Zusammenhang Fig. 6 zeigt Beispiele von Anzeigen der Lage eines mit den Massenkräften nicht verwirklichbar, und dies reflektierenden Gegenstandes. io hat in verstärktem Maße Geltung für die Bewegung Es werden nur Ausführungen beschrieben, bei wel- eines Reflektors oder eines ganzen Gerätes, wenn die chen die beiden Abtastbewegungen durch Bewegung Hilfsabtastung von Bewegungen dieser Teil zustande eines Strahlers in bezug auf einen Reflektor herbei- gebracht wird. Glücklicherweise zwingen dieselben geführt werden, weil nur in dieser Weise die hohen Massenkräfte uns, auch für die Bewegungsumkehr bei Abtastfrequenzen erreicht werden können, welche 15 der Hauptabtastung eine merklicheZeit zu reservieren, heutzutage erwünscht und möglich sind. Dies ermöglicht es, bei der Hilfsabtastung doch noch Es liegt auf der Hand, daß für die Konzentration einen ziemlich großen Teil der Dauer einer halben des Bündels anstatt eines Reflektors auch eine Linse Periode der Hauptabtastbeweguing für die Bewegung verwendet werden kann und daß weiter die unten- von der einen zu der anderen Bahn zu verwenden und stehend zu beschreibenden Antriebsmittel auch Ver- 20 doch während des größten Teiles des Abtasthubes die wendung finden können bei anderen, obenstehend an- Empfindlichkeit für Änderungen der Winkelkoordigedeuteten Verwirklichungen der Erfindung. nate konstant zu halten. Verläuft z. B. die Hauptin Fig. 1 ist 110 ein Radarreflektor mit einem abtastung sinusförmig und soll während 95% des Metallgestell, das parabolisch gebogene Stäbe trägt. Abtasthubes die Empfindlichkeit für Seitenwinkel-Das Gestell ist auf einem Untergestell, das selbst um 25 änderungen konstant bleiben, dann darf die Bewegung eine Seitenrichtachse drehbar ist, drehbar unterstützt von der einen zu der anderen Bahn sich noch über mittels einer durch das Loch 102 hindurchgehenden einem Fünftel der Dauer einer halben Periode der Höhenrichtachse. Es besitzt Arme 101, welche ein Hauptabtastung erstrecken. Weil die Amplitude der nicht dargestelltes Gegengewicht zur Ausbalancierung Hilfsabtastung viel kleiner ist als die der Hauptabtragen. 30 tastbewegung, treten trotz der viel kürzeren Zeit, in Dem Reflektor gegenüber ist ein hornförmiger welcher die Bewegung stattfinden muß, bei der HilfsStrahler 120 aufgestellt, welcher von einem Wellen- abtastung keine größeren Massenkräfte auf als bei hohlrabr 118 gespeist wird. Das Wellenhohlrohr ist der Hauptabtastung. In Fig. 2 ist ein Diagramm der um zwei senkrecht aufeinander stehende Achsen dreh- Winkelbewegung des Wellenhohlrohres mit einer gebar mittels zweier drehbarer Wellenhohlrohrkupplun- 35 strichelten Linie dargestellt für den Fall, daß die gen 112 und 113 bekannter Art. Die Kupplungen 112 Zurückbewegung 20% der Dauer der halben Periode und 113 sind angeschlossen an das Wellenhohlrohr andauert. Die Form der Nockenscheibe, welche eine 111, das selbst mittels einer derartigen Kupplung und derartige Bewegung zustande bringen kann, kann eines durch die hohle Höhenrichtachse verlaufenden ohne Mühe an Hand des Baues der Getriebeteile Wellenhohlrohres vom Sender gespeist wird. Bei 119 40 zwischen Nockenscheibe und Wellenhohlrohr festist eine Kurbelstange 121, welche mittels eines am un- gestellt werden.

teren Ende befestigten Kugelgelenkes von einer Kur- Eine konstante Empfindlichkeit für Winkelunterbei 116 getrieben werden kann, mittels eines gewöhn- schiede während des ganzen wirksamen Hubes der liehen Gelenkes mit dem Wellenhohlrohr verbunden. Hauptabtastung kann man gemäß einer Weiterbildung Wenn der Motor 114 läuft, treibt er mittels eines 45 der Erfindung in folgender Weise erreichen. Der Hub Schneckengetriebes 103 die Welle 104, welche mittels der Hauptabtastung wird größer gemacht, als es der eines Zahnradgetriebes 109 eine Welle 117 und damit Abmessung des abzutastenden Gebietes entspricht, die Kurbel 116 treibt, welche Kurbel dann dem Man läßt z. B. eine Wellenhohlrohrmündung in bezug Wellenhohlrohr eine vertikale Abtastbewegung erteilt. auf eine Linse oder einen Reflektor bewegen bis in Eine Gleitrolle 108 auf einem Hebel 106 wird von 50 das Gebiet, in welchem die Schärfe des Bündels zu" einer Feder 115 mit einer Nockenscheibe 107 auf der niedrig wird. Der Verlauf der Hilfsabtastung wird Welle 104 in Berührung gehalten. Der Hebel 106 nun derart gewählt, daß das Bündel innerhalb des treibt einen zweiten Hebel 105, mit dem mittels eines obenerwähnten Gebietes während des Hubes nach oben Kugelgelenkes die Stange 122 verbunden ist, welche und des Hubes nach unten entsprechende, in konstandie Bewegungen des Hebels 105 über ein Gelenk 123 55 tem Maß überlappende Bahnen beschreibt, während dem Wellenhohlrohr übermittelt, welches in dieser die Bewegung des Bündels von der einen zur anderen Weise eine horizontale, hin- und hergehende Be- Bahn völlig außerhalb dieses Gebietes stattfindet. Ohne wegung bekommt. Die Kurbel 116 und der Hebel 105 weitere Maßnahmen wäre es dann notwendig, die werden derart eingestellt, daß ihre Mittelstellungen Abtastfrequenz zu erniedrigen, weil der größere Hub gerade in der Verlängerung der Achse einer der beiden 60 der Hauptabtastung bei unveränderter Frequenz Wellenhohlrohrkupplungen liegen. Bei einer solchen höhere Winkelgeschwindigkeiten des Bündels veran-Montage brauchen nur die Verbindungen der Stangen lassen würde. Diese höheren Geschwindigkeiten sind mit der Kurbel oder dem Hebel Kugelgelenke zu sein unzulässig, weil man von jedem Gegenstand pro Hub und kann die Verbindung mit dem Wellenhohlrohr bei Impulsbetrieb wenigstens eine bestimmte Anzahl mittels eines gewöhnlichen Gelenkes zustande gebracht 65 Impulse empfangen muß und die Impulsfolgefrequenz werden. nicht erhöht werden kann, ohne die Senderöhre zu Vorzuziehen ist eine Hilfsabtastbewegung des hoch zu belasten. Gemäß einer Ausführungsform der Wellenhohlrohres, bei der der Strahler während des Erfindung wird einer derartigen Erniedrigung der ganzen Hubes der Hauptabtastung in dem äußersten Abtastfrequenz dadurch vorgebeugt, daß die Impuls-Stand verbleibt und jedesmal an den Enden des Hubes 70 aussendung unterbrochen wird, sobald das Bündel das

Gebiet erreicht, in dem wegen zu niedriger Bündelschärfe nicht mehr gemessen werden kann und die Impulsfolgefrequenz erhöht wird bis über den für die Senderöhre durchschnittlich zulässigen Wert. Diese Erhöhung kann so- weit fortgesetzt werden, daß die durchschnittliche Impulsfolgefrequenz, gemessen über eine habe Abtastperiode, dem höchstzulässigen Wert gleich wird. Die Abtastfrequenz darf dann gleichfalls erhöht werden und unter Umständen sogar höher

oder eine Spannung, die ein Maß ist für den Momentanwert des Höhenwinkels des abtastenden Bündels, zugeleitet, während an den zweiten Ablenkplattensatz eine Spannung gelegt wird, welche derart von der 5 Hilfsabtastbewegung abhängig ist, daß der Hub nach oben und der Hub nach unten übereinander dargestellt werden. Das Intensitätsverhältnis der Leuchtflecke in den beiden Hüben läßt ersehen, in welcher Richtung und in welchem Maße vom Bündel getrof-

Ausbuchtungen des Diagramms für Abstand oder Höhenwinkel die Feststellung, in welchem Maße und in welcher Richtung sich das Flugzeug von der Mitte

werden, als ohne die Vergrößerung des Hubes möglich io fener Gegenstand sich von der Mitte zwischen den wäre, weil die Winkelgeschwindigkeit im benutzten beiden Bahnen entfernt hat (s. Fig. 6 a). Teil des Hubes am größten ist. Das Unterbrechen der B. Zweckmäßiger ist eine Darstellung, bei der der

Impulsaussendung kann von Kontakten zustande ge- Strahl nicht unterdrückt wird und die Echoimpulse bracht werden, die von dem· Abtastniechanis-mus ge- dem zweiten Ablenkplattenpaar zugeleitet werden, steuert werden. Eine weitere Steigerung der Impuls- 15 Man kann dann entweder diesen Impulsen eine derfolgefrequenz und der Abtastfrequenz wird möglich, artige sich ändernde Spannung überlagern, daß die wenn während der Perioden, in welchen die Impuls- Hübe nach unten und nach oben übereinander geaussendung stattfindet, die Impulsfolgefrequenz nicht zeichnet werden (s. Fig. 6b), oder diese Impulse konstant ist, sondern der Winkelgeschwindigkeit des während der beiden Hübe in entgegengesetztem Sinne Bündels mehr oder weniger genau angepaßt wird. 20 den Ablenkplatten zuleiten (s. Fig. 6 c). In beiden Diese Anpassung kann stufenweise oder stetig ver- Fällen gestattet ein Vergleich der Abmessungen der laufen. Bei stetigem Verlauf ist die Impulsfolgefrequenz vorzugsweise der Winkelgeschwindigkeit des
Bündels proportional. Zwecks Anpassung kann man
entweder die Einstellung eines Elements in einem 25 zwischen den Abtastbahnen entfernt hat. In dieser frequenzbestimmenden Kreis des Steuerimpulsgenera- Weise bekommt man eine gute Einsicht in die Größe

der Abweichung. Die unter B beschriebenen Methoden ermöglichen es, zu gleicher Zeit einen Teil der Abstandsskala zu vergrößern und in dieser Weise eine 3° größere Meßgenauigkeit zu erreichen.

C. Die Winkelkoordinate und der Abstand werden in zwei Koordinatenrichtungen, z. B. karthesisch oder polar, auf dem Leuchtschirm einer Kathodenstrahlröhre dargestellt, in einer der bekannten Weisen. Der die Achse, um welche sich das Wellenhohlrohr in der 35 Kathodenstrahl wird mittels des Gitters zum größten Höhenrichtfläche bewegen kann, in die Verlängerung Teile unterdrückt und nur vorübergehend durchgelasder Höhenrichtachse des Reflektors gelegt, so daß sen, wenn diesem Gitter zufolge des Empfanges eines dort eine Kupplung und die durch diese Kupplung Echos ein positiver Impuls zugeleitet wird. Einer der verursachten Energieverluste erspart werden. In Fig. 4 Ablenkspannungen oder sogar beiden Ablenkspannunist 405 eine Wellenhohlrohrkupplung, welche mittels 40 gen wird eine HilfsSpannung überlagert, welche sich einer Stütze 406 an der Höhenrichtwelle befestigt ist mit der Hilfsabtastung ändert und die zustande und das Ende eines durch diese Welle verlaufenden bringt, daß das Echo eines einzigen Gegenstandes Wellenhohlrohres 401 bildet. Ein Wellenhohlrohr 404, während des Hubes nach oben und des Hubes nach das um die Höhenrichtachse drehbar ist, tritt aus unten in verschiedenen, beieinander liegenden Stellen dieser Kupplung hervor und trägt eine zweite Kupp- 45 auf dem Leuchtschirm abgebildet wird (s. Fig. 6d). lung 403, aus welcher das dem Wellenhohlrohr 118 Der Unterschied der Leuchtintensität der Punkte, von Fig. 1 entsprechende Wellenhohlrohr 402 hervor- welche den Gegenstand darstellen, zeigt, in welcher tritt, welches nun zugleich um eine zweite Achse senk- Richtung und in welchem Maße ein Gegenstand sich recht zur Höhenrichtachse drehbar ist. Fig. 3 stimmt von der Mitte zwischen den beiden Abtastbahnen entmit Fig. 4 überein, ausgenommen, daß anstatt der 50 fernt hat.

Kupplung 403 eine einfachere Kupplung 303 bekannter D. Ungeachtet der Weise, in der die übrigen Meß-

Art verwendet ist. Auch könnte anstatt der beiden ergebnisse des Gerätes zum Ausdruck gelangen, kann Kupplungen von Fig. 1 eine einzige, an sich bekannte ein Fehlerspannungsmesser dazu verwendet werden Universalkupplung Verwendung finden. anzuzeigen, in welcher Richtung und in welchem Maße

tors des Senders von der Abtastvorrichtung steuern oder einen mechanisch zu treibenden Steuerimpulsgenerator für den Sender von dieser Abtastvorrichtung antreiben lassen.

In den Fig. 3 und 4 sind zwei Kombinationen von Wellenhohlrohrkupplungen, welche es dem Strahler ermöglichen, in zwei Richtungen sich zu bewegen, dargestellt. In diesen zwei Ausführungsbeispielen ist

Die Art und Weise, in der angezeigt wird, ob ein 55 Flugzeug sich in der Mitte zwischen den beiden Abtastbahnen befindet oder nicht, wird untenstehend beschrieben, und zwar erst für eine Anzeige mit Darstellung der Daten auf dem Leuchtschirm einer

ein Gegenstand sich von der Mitte zwischen zwei Abtastbahnen entfernt hat. Dazu werden die während des Hubes nach oben und die während des Hubes nach unten empfangenen Impulse getrennt integriert dadurch, daß sie verschiedenen Zugängen einer Schal-Kathodenstrahlröhre. Es sind mehrere Ausführungen 60 tung zugeleitet werden. Man integriert z. B. in verdenkbar, schiedenen Kondensatoren und mißt den Unterschied A. Der Abstand und die mittels der Abtastung fest- der Integrationsresultate, oder man integriert in entgestellte Winkelkoordinate werden, eventuell auf ge- gegengesetztem Sinne in einem einzigen Kondensator trennten Röhren, in einem Diagramm in einer Dirnen- und mißt das Integrationsresultat. Bei dieser Methode sion dargestellt. In wenigstens einem dieser Fälle 65 werden allerdings alle Echos einschließlich der Bodenwird der Kathodenstrahl von einer Spannung am echos integriert, so daß eine Vorrichtung, welche nur Gitter dieser Röhre unterdrückt und nur bei Empfang Echos aus einem regelbaren, hinsichtlich des Höheneines Echoimpulses durchgelassen, weil dann ein kur- winkeis engen Gebiete durchläßt, welche Vorrichtung zer, positiver Impuls dem Gitter zugeleitet wird. Dem eine von dem Abtastmechanismus gesteuerte Kontaktersten Ablenkplattensatz wird eine Zeitbasisspannung 70 vorrichtung sein kann oder mit einer derartigen

Kontaktvorrichtung zusammenarbeiten kann, angebracht werden muß.

Die Vorrichtung, welche die Hilfsabtastung zustande bringt, kann auch in dem Sinne ausgebildet sein, die Geschwindigkeit, mit der mit dem Gerät eki 5 Gegenstand gesucht werden kann, zu erhöhen. Beim Suchen muß ein Streifen mit einer von dem Hub der Hauptabtastung bestimmten Höhe völlig mit Abtastbahnen überdeckt werden. Ohne spezielle Maßnahmen ist dabei eine merkliche Überlappung der während der Hübe nach oben und nach unten durchlaufenen Bahnen unvermeidlich. Teile des Raumes werden unnötigerweise zweimal hintereinander abgetastet, was einen Zeitverlust und eine Erniedrigung der Suchgeschwindigkeit bedeutet. Dieser Verlust kann einer Weiterbildung der Erfindung dadurch nahezu völlig vermieden werden, daß die Abtastvorrichtung derart umgeschaltet wird, daß bei gleicher Grundfrequenz der Abtastbewegung in Längsrichtung eine Verdoppelung der Grundfrequenz der Abtastbewegung in Querrichtung stattfindet, derart, daß das Bündel, wenn die Antenne keine zusätzliche Suchbewegung ausführt, eine langgestreckte, mehr oder weniger achtförmige Bahn beschreibt. Es ist dabei erwünscht, daß die Winkelgeschwindigkeit des Suchens um die zweite Achse automatisch derart geregelt wird, daß während einer halben Periode der Hauptabtastung bei der Drehung um die Stichachse etwa ein Winkel zurückgelegt wird, welcher dem obenerwähnten, aus einer senkrecht zur Suchachse stehenden Fläche geschnittenen Winkel gleich ist. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann das Gerät derart umgeschaltet werden, daß von derselben Hilfsabtastvorrichtung beide Arten Hilfsabtastungen zustande gebracht werden können.

Mit einem derartigen Gerät kann man erst schnell suchen und nach der Umschaltung genau die Winkelkoordinate um die Suchachse bestimmen. Beim Suchen ist der beste Verlauf der Hilfsabtastung in Fig. 2 mit einer ausgezogenen Linie dargestellt. Bei genauer Anpassung der Suchgeschwindigkeit werden in diesem Falle nicht überlappende Bahnen abgetastet, während an den Grenzen des abgetasteten Gebietes fast gar keine Gebiete unabgetastet bleiben. Nicht nur die Frequenz, sondern auch der Verlauf sollte bei den beiden Hilfsabtastbewegungen verschieden sein. Will man trotzdem für beide Abtastweisen denselben Kurbel- oder Nockenscheibenmechanismus verwenden, dann muß der Verlauf einem Kompromiß entsprechen. Leidlich geeignet ist eine sinusförmig verlaufende Abtastung. Der Mechanismus muß dann mit Kupplungen, welche nur in einer einzigen Stellung eingeschaltet werden können,, damit die richtige Phase erreicht wird, gekuppelt werden können mit zwei von dem Hauptabtastmechanismus getriebenen Wellen od. dgl., deren Geschwindigkeiten sich wie 1 :2 verhalten. Zweckmäßiger ist es, zwei separate Nockenscheiben zu verwenden, deren Form der erforderten Bewegung angepaßt ist, welche mit einem von dem bei direkt umkehrbaren Verbrennungsmotoren üblichen Mechanismen wahlweise in Betrieb gesetzt werden können. Geeignet ist ein Mechanismus mit verschiebbarer Nockenwelle oder ein Mechanismus von der in Fig. 5 dargestellten Art. In dieser Figur ist 501 die Welle aus Fig. 1, 502 die Nockenscheibe 107 und 503 der Steuerungshebel 106 aus Fig. 1. Dieser Steuerungshebel trägt in diesem Falle nicht selbst die 'Gleitrolle, die mit der Nockenscheibe zusammenarbeitet, sondern einen gabelförmigen Hebel 504, der eine Rolle 505 trägt. Die Stellung des gabelförmigen Hebels 504 wird durch die Gestängeteile 503 und 508 von der Stellung des Handgriffes 507 bestimmt. Während der von der Nockenscheibe verursachten Schwenkung des Hebels 503 führt der gabelförmige Hebel 504 eine Translationsbewegung aus, bei der er zu seiner Ruhestellung parallel bleibt. Das Ende des Hebels 503 führt dann eine Bewegung aus, die der Bewegung der Rolle 505 entspricht. Hinter der Nockenscheibe 502 liegt eine zweite Nockenscheibe für die andere Hilfsabtastbewegung. Diese Scheibe wird dann wirksam, wenn man den Handgriff 507 nach rechts schwenkt, damit die Rolle 505 von der zugehörigen Nockenscheibe frei wird und statt dessen die Rolle 506 mit der zweiten Nockenscheibe in gleitende Verbindung tritt. Es liegt auf der Hand, daß die beschriebenen Antriebsmethoden auch Verwendung finden können, wenn die Hilfsabtastung dadurch herbeigeführt wird, daß der Reflektor, sei es um eine Seitenrichtachse, sei es um eine dritte, die Höhenrichtachse schneidende oder kreuzende Achse hin- und herbewegt wird, oder dadurch, daß der Seitenrichtbewegung des ganzen Gerätes eine geeignete hin- und hergehende Bewegung überlagert wird. Die Anpassung der Suchgeschwindigkeit wird zweckmäßig mit einer Fernsteuerung zwischen dem Abtastmechanismus und dem Antriebsmotor für die Suchbewegung zustande gebracht. Besonders geeignet ist eine Fernsteuerung mit Tachogeneratoren, bei der der Motor von dem Unterschied der Tachospannungen gesteuert wird.

Claims (17)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Anordnung zur räumlichen Funk-Rückstrahlpeilung, deren Richtstrahlbündel eine derartige, in sich geschlossene Bahn beschreibt, daß zwischen gegenüberliegenden Bündelstellungen ein Feldstärkenvergleich durchführbar ist, gekennzeichnet durch eine langgestreckte, z. B. ellipsen- oder rechteckartige Form der Abtastbahn, die nur in der Richtung der Quererstreckung einen Feldstärkenvergleich, in der Richtung der Längserstrekkung aber ein weitgehendes Abtasten ermöglicht.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die während des Hin- und Rückganges in Längsrichtung der Abtastbahn abgetasteten Gebiete sich in Querrichtung in nahezu konstantem Maße überlappen und nur in der Nähe der Enden eine Verschiebung des Bündels in Querrichtung stattfindet.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastbewegung in Querrichtung durch eine hin- und hergehende Bewegung der gesamten Richtantenne in bezug auf ein um eine Seitenrichtachse oder sonstige derartige Achse drehbares Untergestell der Antenne hervorgerufen wird.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastbewegung in Querrichtung durch Bewegung eines Strahlers in bezug auf ein das Bündel konzentrierendes Organ hervorgerufen wird.

5. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastbewegung in Querrichtung durch Bewegung eines Hilfsreflektors in bezug auf den Strahler und ein das Bündel konzentrierendes Organ hervorgerufen wird.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung oder die in Längserstreckung der Abtastbahn gemessene Winkelkoordinate auf demLeucht-

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schirm einer Kathodenstrahlröhre dargestellt werden, deren Kathodenstrahl nur während des Empfangene und. gemäß der Stärke eines Echos durchgelassen wird, und daß einem Ablenkplattensatz eine Spannung zugeleitet wird, die ein Maß ist und entweder für die Zeit, die seit der Aussendung eines Rückstrahlortungsimpulses vergangen ist, oder für die in der Längsrichtung der Abtastbahn abgetastete Winkelkoordinate, während an dem zweiten Ablenkplattensatz eine Hilfsspannung liegt, die sich derart mit der Abtastbewegung in Querrichtung ändert, daß Echos aus den in entgegengesetztem Sinne in Längsrichtung ausgeführten Hüben in nicht zusammenfallenden Bahnen auf dem Leuchtschirm abgebildet werden. *5

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung oder die in der Längserstreckung der Abtastbahn gemessene Winkelkoordinate auf dem Leuchtschirm einer Kathodenstrahlröhre dargestellt werden, wozu die Echoimpulse einem ersten Ablenkplattensatz zugeleitet werden, während an dem anderen Ablenkplattensatz eine Spannung liegt, die ein Maß ist entweder für die Zeit, die seit der Aussendung des letzten Rückstrahlortungsimpulses vergangen ist, oder für die in Längserstreckung der Abtastbahn abgetastete Winkelkoordinate, und daß den Echoimpulsen eine derartige, mit der Abtastbewegung in Querrichtung sich ändernde Spannung überlagert wird, daß Echos aus den in entgegengesetztem Sinne in Längserstreckung der Abtastbahn ausgeführten Hüben in nicht zusammenfallenden Bahnen auf dem Leuchtschirm abgebildet werden.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung oder die in Längserstreckung der Abtastbahn gemessene Winkelkoordinate auf dem Leuchtschirm einer Kathodenstrahlröhre dargestellt werden, wozu die Echoimpulse einem ersten Ablenkplattensatz zugeleitet werden, und zwar in einem der Richtung der Abtastbewegung in Längserstreckung der Abtastbahn entsprechenden Richtungssinne und am anderen Ablenkplattensatz eine Spannung liegt, die ein Maß ist entweder für die Zeit, die seit der Aussendung des letzten Rückstrahlortungsimpulses vergangen ist, oder für die in Längserstreckung der Abtastbahn abgetastete Winkelkoordinate.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 "bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernung und die^: in Längserstreckung der Abtastbahn ge- * messene Winkelkoordinate in zwei Koordinatenrichtungen (z. B. in karthesischen oder in Polarkoordinaten) auf dem Leuchtschirm einer Kathodenstrahlröhre dargestellt werden, deren Kathodenstrahl nur während des Empfangs eines Echoimpulses in einem von der Stärke des Echos bestimmten Maße durchgelassen und bei der wenigstens einer der Ablenkspannungen eine Kilfsspannung überlagert wird, die sich derart mit der Abtastbewegung in Querrichtung ändert, daß die Echos, die während der in entgegenge;etzem Sinne in Längserstreckung der Abtastb?.hn ausgeführten Hübe empfangen werden, an verschiedenen, nahe beieinander gelegenen Stellen des Leuchtschirmes abgebildet werden.

10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastvorrichtung derart umschaltbar ist, daß bei gleicher Grundfrequenz der Abtastbewegung in Längsrichtung eine Verdopplung der Grundfrequenz der Abtastbewegung in Querrichtung stattfindet, derart, daß das Bündel, wenn die Antenne keine zusätzliche Suchbewegung ausführt, eine langgestreckte, mehr oder weniger achtförmige Bahn beschreibt.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zugleich mit der Verdopplung der Grundfrequenz der Abtastbewegung in Querrichtung die Antriebsvorrichtung für eine in Querrichtung stattfindende Suchbewegung mit der Antriebsvorrichtung für die Abtastung derart gekuppelt wird, daß die Antenne während des Abtastens der in sich geschlossenen Bahn eine Suchbewegung in Querrichtung ausführt, deren Weg doppelt so· groß ist wie die wirksame Bündelbreite.

12. Anordnung nach Anspruch 10^; oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastbewegung in Querrichtung vor und nach dem Umschalten von demselben Kurbel- oder Nockenscheibenmechanismus erzeugt wird, der mittels einer nur in einer einzigen Lage einschaltbaren Kupplung wahlweise mit einem von zwei Teilen gekuppelt werden kann, die von der Antriebsvorrichtung für die Abtastung mit sich wie 1 :2 verhaltenden Geschwindigkeiten angetrieben werden.

13. Anordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastbewegung in Querrichtung vor und nach der Umschaltung mittels verschiedener Nockenscheiben erzeugt wird,, die mit Hilfe eines der bei Verbrennungsmotoren mit unmittelbar umkehrbarer Drehrichtung üblichen Verfahren wirksam gemacht werden können.

14. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub in Längsrichtung der Abtastbahn größer ist, als es der Abmessung des abzutastenden Gebietes entspricht, und daß die Abtastbewegung in Querrichtung derart verläuft, daß, abgesehen von dem Einfluß einer möglichen Suchbewegung um die Suchachse, sich innerhalb des erwähnten Gebietes die während des Hin- und Rückganges in Längsrichtung der Abtastbahn abgetasteten Gebiete in nahezu konstantem Maße überlappen, während die hauptsächliche Abtastbewegung in Querrichtung in Teilen der Abtastperiode stattfindet, in welchen das Bündel sich nicht innerhalb des abzutastenden Gebietes befindet.

15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulsaussendung unterbrochen wird, sobald das Bündel das abzutastende Gebiet verläßt.

16. xA.nordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulswiderholungsfrequenz bis über den für die Senderöhre zulässigen Wert und die Abtastfrequenz proportional der Impulsfolgefrequenz erhöht ist, solange das Bündel sich innerhalb des abzutastenden Gebietes bewegt.

17. Anordnung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß in den Perioden, während welcher die Impulsaussendung nicht unterbrochen ist, die Impulsfolgefrequenz der Winkelgeschwindigkeit des abtastenden Bünde's stufenweise oder proportional angepaßt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschriften Nr. 578 550, 634 075;
USA.-Patentschrift Nr. 2 512 086.

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