DE1256739B

DE1256739B - Device in aircraft for displaying obstacles by means of a monopulse radar device

Info

Publication number: DE1256739B
Application number: DEH48267A
Authority: DE
Inventors: George Jeromson
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1963-02-16
Filing date: 1963-02-16
Publication date: 1967-12-21

Description

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Deutsche Kl.: 21 a4 - 48/44 German class: 21 a4 - 48/44

Nummer: 1 256 739Number: 1 256 739

Aktenzeichen: H 48267IX d/21 a4File number: H 48267IX d / 21 a4

j[ 256 739 Anmeldetag: 16.Februar 1963 j [ 256 739 filing date: February 16, 1963

Auslegetag: 21. Dezember 1967Opened on: December 21, 1967

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung in Flugzeugen zur Anzeige von Hindernissen in der Nähe ihres Weges mittels eines nach dem »Monopuls«- System arbeitenden Radargerätes, das eine gegenüber der Flugrichtung des Flugzeuges geneigte und im Azimut verschwenkbare Antenne mit zwei in der Elevationsebene übereinander angeordneten Strahlern aufweist, so daß ihre durch die Differenz und die Summe der Empfangssignale bestimmte Sichtachse in der Elevationsebene liegt, und mit einem einen Bildschirm aufweisenden Entfernung-Azimut-Anzeigegerät versehen ist.The invention relates to a device in aircraft for displaying obstacles in the vicinity their way by means of a radar device that works according to the "monopulse" system, the one opposite the direction of flight of the aircraft inclined and pivotable in azimuth antenna with two in the Elevation plane having one above the other arranged radiators, so that their by the difference and the sum of the received signals lies certain visual axis in the elevation plane, and with a a screen having a distance-azimuth display device is provided.

Bei den bekannten Vorrichtungen zur Anzeige von Hindernissen in der Nähe des Weges eines Flugzeuges oder eines sonstigen Luftfahrzeuges wird im allgemeinen ein Gebiet vor dem sich bewegenden Fahrzeug durch seitliches Bewegen des Antennenstrahles abgetastet, und es werden Signale erzeugt, die dem Höhenwinkel und der Entfernung eines sich vor dem Fahrzeug befindenden Objektes entsprechen, um die Gegenwart von Hindernissen anzuzeigen, die sich über eine ausgewählte, z. B. unter dem Flugzeug befindliche, wählbare Bezugsebene hinaus erheben. Die durch die Antenne empfangenen Signale enthalten eine Information über den Winkel und die Entfernung und werden an einen Rechner angelegt, der die Höhe des Objektes relativ zu dieser Bezugsebene ermittelt. Die Radarsignale, die von den sich oberhalb dieser Bezugsebene befindenden Objekten reflektiert werden, werden dann der Anzeigevorrichtung zugeführt. Wegen der erforderlichen Winkelmessungen ist bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art eine verhältnismäßig aufwendige Rechenschaltung erforderlich.In the known devices for displaying obstacles in the vicinity of the path of an aircraft or any other aircraft will generally have an area in front of the moving The vehicle is scanned by moving the antenna beam sideways, and signals are generated which correspond to the elevation angle and the distance of an object in front of the vehicle, to indicate the presence of obstacles over a selected one, e.g. B. under the plane Elevate available, selectable reference plane. The signals received by the antenna contain information about the angle and the distance and are sent to a computer, which determines the height of the object relative to this reference plane. The radar signals coming from the Objects located above this reference plane are then reflected on the display device fed. Because of the required angle measurements, this is in the known devices Kind of a relatively complex computing circuit required.

Weiterhin ist ein Bord-Radargerät für Flugzeuge bekanntgeworden, dessen Antenne gegenüber der Flugrichtung des Flugzeuges derart geneigt ist, daß die von ihr ausgesandte Strahlungskeule gegenüber einer Horizontalebene etwas nach unten geneigt ist. Die Antenne des Radargerätes ist weiterhin im Azimut schwenkbar, so daß der Antennenstrahl in einer unterhalb des Flugzeuges gelegenen horizontalen Abstandsebene einen Kreisbogen beschreibt. Auf dem Bildschirm des Radargerätes ist ein entsprechender Abstandsbogen angebracht, der erkennen läßt, ob vom Erdboden aufragende Hindernisse, insbesondere Berge, in gefährlicher Nähe die Abstandsebene durchdringen. Die bekannte Anlage hat jedoch eine nur sehr schlechte Entfernungsauflösung. Dies liegt daran, daß eine im Querschnitt kreisförmige Strahlungskeule verwendet wird, die bei den üblichen geringen Neigungswinkeln den Boden auf sehr großer Vorrichtung in Flugzeugen zur Anzeige von
Hindernissen mittels eines
Monopuls-RadargerätesFurthermore, an on-board radar device for aircraft has become known, the antenna of which is inclined in relation to the direction of flight of the aircraft in such a way that the radiation beam emitted by it is inclined slightly downwards in relation to a horizontal plane. The antenna of the radar device can still be pivoted in azimuth, so that the antenna beam describes an arc of a circle in a horizontal spacing plane below the aircraft. A corresponding distance sheet is attached to the screen of the radar device, which allows it to be seen whether obstacles rising from the ground, in particular mountains, penetrate the distance plane in dangerous proximity. However, the known system has only a very poor range resolution. This is due to the fact that a radiation lobe with a circular cross-section is used which, at the usual small angles of inclination, covers the ground on a very large device in aircraft for displaying
Obstacles by means of a
Monopulse radar device

Anmelder:Applicant:

Hughes Aircraft Company,
Culver City, Calif. (V. St. A.)Hughes Aircraft Company,
Culver City, Calif. (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dipl.-Phys. R. Kohler, Patentanwalt,
Stuttgart, Hohentwielstr. 28Dipl.-Phys. R. Kohler, patent attorney,
Stuttgart, Hohentwielstr. 28

Als Erfinder benannt:
George Jeromson,
Sherman Oaks, Calif. (V. St. A.)Named as inventor:
George Jeromson,
Sherman Oaks, Calif. (V. St. A.)

Länge beleuchtet, so daß nicht feststellbar ist, welches Hindernis nun genau in Richtung der Antennenachse liegt. Weiterhin sind bei dem bekannten Gerät erhebliche Störungen durch Nebenzipfel zu erwarten, weil die in den Nebenzipfeln ausgestrahlte Energie bis zum Boden einen relativ kurzen Weg hat und die Reflexionswinkel besonders günstig sind, so daß die Echos von den Nebenzipfeln sehr stark ausfallen. Aus diesem Grund ist das bekannte Radargerät für eine Luft-Boden-Beobachtung nur wenig geeignet. Ein anderes bekanntes Bord-Radargerät ist zwar als Monopuls-Gerät ausgebildet, so daß die auf der Antennenachse liegenden Hindernisse genau erfaßt werden, jedoch ist die Antenne des bekannten Gerätes derart starr in das Flugzeug eingebaut, daß die Sichtachse der Antenne stets mit der Flugrichtung des Flugzeuges zusammenfällt. Das bekannte Gerät ist nur dazu bestimmt und im wesentlichen auch nur dazu geeignet, die Landemanöver eines Flugzeuges zu erleichtern. Die Beobachtung von Bodenerhebungen ist nur dann möglich, wenn die Bodenerhebungen im Kurs des Flugzeuges liegen. Es ist jedoch nicht möglich, beim Horizontalflug unterhalt) des Flugzeuges vorhandene Objekte zu erfassen.Illuminated length, so that it is not possible to determine which obstacle is now exactly in the direction of the antenna axis lies. Furthermore, considerable interference from side lobes is to be expected in the known device, because the energy radiated in the side lobes has a relatively short path to the ground and the Reflection angles are particularly favorable, so that the echoes from the side lobes are very strong. For this reason, the known radar device is not very suitable for air-to-ground observation. Another known on-board radar device is designed as a monopulse device, so that on the antenna axis lying obstacles can be detected exactly, but the antenna of the known device so rigidly installed in the aircraft that the line of sight of the antenna always with the flight direction of the Plane collapses. The known device is only intended and essentially only suitable to facilitate the landing maneuvers of an aircraft. Observation of elevations is only possible if the ground elevations are in the course of the aircraft. However, it is not possible to record existing objects during level flight maintenance) of the aircraft.

Endlich ist ein Bordgerät für Flugzeuge vorgeschlagen worden, das zur Feststellung des Konturenverlaufs des Erdbodens mittels eines Radargerätes dient und das ein Monopuls-Gerät aufweist, bei dem der Elevationswinkel eines erfaßten Zieles durch die Bildung von Summe und Differenz aus den Empfangssignalen bestimmt wird und dessen Antenne außerdem im Azimut schwenkbar ist, so daß wie beiFinally, an on-board device for aircraft has been proposed that is used to determine the course of the contours of the ground by means of a radar device and which has a monopulse device in which the elevation angle of a detected target by forming the sum and difference of the received signals is determined and the antenna is also pivotable in azimuth, so that as in

709 709/158709 709/158

einem üblichen Entfernungsmeßgerät im Azimut die Entfernung von Hindernissen auf dem Bildschirm eines Anzeigegerätes aufgezeichnet werden kann. Bei dem vorgeschlagenen Gerät werden die mit Hilfe des Monopuls-Systems ermittelten Winkelinformationen dazu benutzt, um den Vertikalabstand der ermittelten Ziele oder der Bodenstruktur von dem FIugweg oder der durch das Flugzeug gehenden Horizontalebene zu berechnen. Wenn dieser Abstand ein gewisses Mindestmaß unterschreitet, so werden die entsprechenden Teile der mit Hilfe des Azimut-EntfernungsMeßsystems aufgezeichneten Konturen markiert, beispielsweise heller getastet als die Teile der Konturen, die in einem größeren Abstand von dem Flugweg liegen. Es ist ersichtlich, daß dieses bekannte System einen großen Aufwand an Rechen- und Steuerungsvorrichtungen benötigt, um die in den Echosignalen des Radargerätes enthaltenen Informationen zu verarbeiten, und daß trotzdem die Darstellung der Ergebnisse nicht immer leicht zu deuten sein wird, weil Helligkeitsunterschiede leicht übersehen werden können.a conventional distance measuring device in azimuth the distance from obstacles on the screen a display device can be recorded. With the proposed device, the Monopulse system used angle information determined to determine the vertical distance of the determined Targets or the ground structure from the flight path or the horizontal plane passing through the aircraft to calculate. If this distance falls below a certain minimum, the corresponding Parts of the contours recorded with the aid of the azimuth distance measuring system are marked, for example palpated lighter than the parts of the contours that are at a greater distance from the flight path lie. It can be seen that this known system requires a large amount of computing and control devices in order to obtain the information contained in the echo signals of the radar device to process the information contained, and that nevertheless the presentation of the results will not always be easy to interpret because differences in brightness are easily overlooked can.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Geräte eine Vorrichtung zu schaffen, die als universelle Navigationshilfe benutzt werden kann und Meßergebnisse liefert, die sich durch eine hohe Genauigkeit und zugleich eine gute Erkennbarkeit auszeichnen. In contrast, the invention is based on the object while avoiding the disadvantages of the known Devices to create a device that can be used as a universal navigation aid and Provides measurement results that are characterized by high accuracy and, at the same time, good recognizability.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung gelöst, indem ähnlich wie bei der vorgeschlagenen Vorrichtung ein nach dem Monopuls-System arbeitendes Radargerät Verwendung findet, das eine gegenüber der Flugrichtung des Flugzeuges geneigte und im Azimut verschwenkbare Antenne mit zwei in der Elevationsebene übereinander angeordneten Strahlern aufweist, so daß ihre durch die Differenz und die Summe der Empfangssignale bestimmte Sichtachse in der Elevationsebene liegt, und das mit einem einen Bildschirm aufweisenden Entfernung-Azimut-Anzeigegerät versehen ist.This object is achieved according to the invention by being similar to the proposed device a radar device working according to the monopulse system is used, the one opposite the direction of flight of the aircraft inclined and pivotable in azimuth antenna with two in the Elevation plane having one above the other arranged radiators, so that their by the difference and the sum of the received signals is a certain line of sight in the elevation plane, and that with a a screen having a distance-azimuth display device is provided.

Diese Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Bildschirm des Anzeigegerätes in an sich bekannter Weise mit einem Referenzbogen versehen ist, der einem von dem Antennenstrahl im Raum in einer unterhalb des Flugzeuges liegenden Abstandsebene beschriebenen Abstandsbogen entspricht, so daß eine Anzeige der Entfernung und des Azimuts von Objekten in der Strahlrichtung, die weiter entfernt sind als der Abstandsbogen und unterhalb der Abstandsebene liegen, auf der einen Seite des Referenzbogens und von Objekten, die dem Flugzeug näher sind als der Abstandsbogen und sich oberhalb der Abstandsebene befinden, auf der anderen Seite des Referenzbogens zur Darstellung gelangt, und daß in ebenfalls an sich bekannter Weise der im Empfangsteil bei großem Summensignal erfolgende Nulldurchgang des Differenzsignals den für die Entfernung des auf der Sichtachse liegenden Objektes charakteristischen Zeitpunkt der Darstellung eines zur Anzeige dienenden Signals bestimmt.This device is characterized in that the screen of the display device is known per se Way is provided with a reference arc that one of the antenna beam in space in a below the aircraft lying distance plane corresponds to described distance arc, so that a Displays the distance and azimuth of objects in the beam direction that are further away than the spacing arc and lie below the spacing plane, on one side of the reference arc and objects closer to the aircraft than the distance arc and above the distance plane are located on the other side of the reference sheet to be displayed, and that in as well in a manner known per se, the zero crossing of the taking place in the receiving part with a large sum signal Difference signal that is characteristic of the distance of the object lying on the visual axis Determines the time of the presentation of a signal used for display.

Durch die Erfindung wird demnach ein Gerät geschaffen, mit dem es erstmals möglich ist, einen genauen Abstandsbogen zu definieren, der die Voraussetzung für die Entscheidung ist, ob sich das Flugzeug noch in dem erforderlichen Abstand von einem gefährlichen Objekt befindet oder sich diesem Objekt schon unzulässig weit genähert hat. Durch die Erfin-The invention accordingly creates a device with which it is possible for the first time to produce an accurate Define the spacing arc, which is the prerequisite for deciding whether the aircraft is is or is still within the required distance from or from a dangerous object has already approached inadmissibly far. Through the invention

dung werden auch alle Störungen durch Nebenzipfel ausgeschaltet, so daß Beobachtungen auch noch in sehr geringen Entfernungen möglich sind. Darüber hinaus zeichnet sich das erfindungsgemäße Gerät durch einen sehr einfachen Aufbau aus, weil keine komplizierten Rechengeräte benötigt werden, so daß es auch mit geringen Abmessungen und einem geringen Gewicht hergestellt werden kann, was für Bordgeräte außerordentlich wichtig ist. Endlich liefert es auch eine sehr einfach und auf einen Blick auszuwertende Anzeige, weil sich das Flugzeug so lange in einer ausreichenden Höhe befindet, wie alle Echosignale sich jenseits des auf dem Bildschirm vorhandenen Abstandsbogens befinden. Infolgedessen wird durch die Erfindung ein erheblicher Beitrag zur Flugsicherheit geleistet.In addition, all interference from side lobes is eliminated, so that observations are possible even at very short distances. In addition, the device according to the invention is characterized by a very simple structure because no complicated computing devices are required, so that it can also be manufactured with small dimensions and a low weight, which is extremely important for on- board devices. Finally, it also provides a display that is very easy to evaluate at a glance, because the aircraft is at a sufficient altitude as long as all echo signals are beyond the arc of distance on the screen. As a result, the invention makes a significant contribution to flight safety.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung. Further details of the invention emerge from the following description of an embodiment of the invention in conjunction with the drawing.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt.In the drawing, an embodiment of the invention is shown.

F i g. 1 zeigt ein Schaltschema und Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Anordnung;F i g. 1 shows a circuit diagram and block diagram of the arrangement according to the invention;

F i g. 2 erläutert die Strahlachsen und Reflexionswinkel; F i g. Fig. 2 explains the beam axes and angles of reflection;

F i g. 3 zeigt ein Diagramm der Summen- und Differenzenergien, aufgetragen über der Höhenwinkelabweichung gegenüber der eingestellten Achse der Antenne;F i g. 3 shows a diagram of the sum and difference energies, plotted against the altitude angle deviation with respect to the set axis of the antenna;

F i g. 4 ist ein Spannungsdiagramm von Wellenformen zur Erläuterung der Betriebsweise der Anordnung nach Fig. 1; F i g. 4 is of wave forms for explaining the operation of the voltage of FIG Anord a voltage diagram. 1;

F i g. 5 zeigt den Bildschirm einer Anzeigeröhre der Anordnung nach F i g. 1 zur weiteren Erläuterung der Betriebsweise der Anordnung;F i g. Figure 5 shows the screen of a display tube of the arrangement of Figure 5. 1 for further explanation the mode of operation of the arrangement;

F i g. 6 zeigt perspektivisch ein Flugzeug während seines Fluges und erläutert eine Betriebsart der Anordnung; F i g. 6 shows in perspective an aircraft in flight and explains one mode of operation of the arrangement;

F i g. 7 erläutert eine andere Betriebsart der Anordnung. F i g. 7 illustrates another mode of the on-order.

Bei der Anordnung nach der F i g. 1 tastet eine einen Impuls abgebende Antenne 10 horizontal einen Azimut-Abtast-Winkelbereich Θ ab, der sich positiv und negativ beidseitig von einer Längsachse oder einem Geschwindigkeitsvektor 14 des Flugzeuges erstreckt. Die Antenne 10 arbeitet über den Höhenwinkelsektor nach Art eines Monopuls-Gerätes, wobei zwei Strahler 16 und 18 übereinander in einei Ebene angeordnet sind. An Stelle von zwei Hornstrahlern 16 und 18 kann auch eine Antennenanordnung mit strahlenden Schlitzen vorgesehen sein. Die Strahler 16 und 18 legen die empfangene Hochfrequenz an Leitungen 20 und 22 eines T-GIiedes einer Hohlleiterverzweigung 24 zur Aufteilung der Energie. Diese Energie wird einerseits über eine Kopplung 28 als durch die Wellenform 32 angezeigtes Höhensummensignal über eine Leitung 34 an einen Zirkulator 38 und andererseits als Höhendifferenzsignal mit einer Wellenform 30 über eine Kopplung 31 an die Leitung 58 gegeben. Der Zirkulator gibt das Summensignal der Wellenform 32 mit einer minimalen Dämpfung an die anschließende Leitung 40 ab. Der Zirkulator 38 besitzt auch eine Eingangsleitung 42, die mit einer geeigneten Anpassung versehen ist, und weist auch eine Eingangsleitung 46 auf, die Impulse der Wellenform 48 von einem Sender 5Θ heranführt, die mit einer möglichst geringen Dämp- In the arrangement according to FIG. 1 scans a pulse emitting antenna 10 horizontally from an azimuth scanning angle range Θ , the positive and negative on both sides of a longitudinal axis or a speed vector 14 of the aircraft he stretches. The antenna 10 works over the height angle sector in the manner of a monopulse device, where two radiators 16 and 18 are arranged one above the other in a plane. Instead of two horn radiators 16 and 18 , an antenna arrangement with radiating slots can also be provided . The radiators 16 and 18 place the received high frequency on lines 20 and 22 of a T-member of a waveguide branch 24 for dividing the energy. This energy is given on the one hand via a coupling 28 as the height sum signal indicated by the waveform 32 via a line 34 to a circulator 38 and on the other hand as a height difference signal with a waveform 30 via a coupling 31 to the line 58 . The circulator outputs the sum signal of waveform 32 with minimal attenuation to the connecting line 40 . The circulator 38 also has an input line 42, which is seen with a suitable adaptation ver, and also has an input line 46, zoom out the pulses of the waveform 48 from a transmitter 5Θ that with a minimal dampening

fung durch den Zirkulator 38 an die Leitung 34 angelegt werden. Diese Impulse werden dann durch den Verteiler 24 an die Strahler 16 und 18 ohne Phasenverschiebung zur Ausstrahlung in den Raum abgegeben. Der Sender 50 ist durch Synchronisierimpulse mit einer Wellenform 52 gesteuert, die eine bestimmte Wiederholungsfrequenz aufweisen und von einem Generator 56 für die Synchronisierimpulse erzeugt werden.Fung can be applied to line 34 by circulator 38. These pulses are then emitted through the distributor 24 to the radiators 16 and 18 without a phase shift for emission into the room. The transmitter 50 is controlled by synchronizing pulses with a waveform 52 , which have a certain repetition frequency and are generated by a generator 56 for the synchronizing pulses.

Das Differenzsignal mit der Wellenform 30, das aus der von der Antenne 10 aufgenommenen Energie abgespalten wird, wird über die Leitung 58 und über ein bekanntes TR-Glied 62, das als Duplexer wirkt, an einen Mischer 66 gegeben. Mit dem Mischer 66 ist ein Oszillator 68 gekoppelt, der die Hochfrequenz der Wellenform 30 mit einer Überlagerungsfrequenz überlagert, der dann über einen Zwischenfrequenzverstärker 70 an einen Amplitudendetektorkreis 78 angelegt wird. Der Amplitudendetektorkreis 78 erzeugt ein der Einhüllenden des Signals entsprechendes Differenz-Bildsignal mit einer Wellenform 80 (F i g. 4), das einen Nulldurchgang 82 besitzt, bei dem das Signal auf das Schwellen- oder Bezugsniveau abfällt, wobei diese »0«-Zeit den Zeitpunkt bedeutet, zu dem die zurückkehrende Energie in der Achse 12 der Antenne 10 eintrifft. Das Differenz-Bildsignal der Wellenform 80 wird dann an einen Impulsgeneratoi 84 angelegt, der in diesem »0«-Zeitpunkt 82 einen Impuls einer Wellenform 86 erzeugt. Der Impulsgenerator 84 kann von irgendeiner bekannten Bauweise sein und wird von einer Spannung im »((«-Zeitpunkt 82 so gesteuert, daß er einen Impuls erzeugt. Er kann auch einen Triggerkreis mit Sperroszillatoren aufweisen, so daß er einen verhältnismäßig schmalen Impuls entwickeln kann. Der Impulsgenerator 84 kann auch Impulse der Wellenform 86 erzeugen, wenn das Differenz-Bildsignal der Wellenform 80 auf ein tiefes Potential abfällt, weil ein Signal fehlt. Die Impulse beispielsweise der Wellenform 86 werden dann über eine Leitung 88 an einen Schaltkreis 90 angelegt.The difference signal with the waveform 30, which is split off from the energy picked up by the antenna 10 , is given to a mixer 66 via the line 58 and via a known TR element 62, which acts as a duplexer. An oscillator 68 is coupled to the mixer 66 and superimposes a superimposed frequency on the high frequency of the waveform 30 , which is then applied to an amplitude detector circuit 78 via an intermediate frequency amplifier 70. The amplitude detector circuit 78 generates a differential image signal corresponding to the envelope of the signal having a waveform 80 (FIG. 4) having a zero crossing 82 at which the signal falls to the threshold or reference level, this "0" time means the point in time at which the returning energy arrives in the axis 12 of the antenna 10. The difference image signal of the waveform 80 is then applied to a pulse generator 84 , which generates a pulse of a waveform 86 at this "0" time 82. The pulse generator 84 may be of any known construction and is controlled by a voltage at "(" time 82 to generate a pulse. It may also have a trigger circuit with blocking oscillators so that it can develop a relatively narrow pulse. the pulse generator 84 may also generate pulses of the waveform 86, if the difference image signal falls of the waveform 80 to a low potential because a signal is missing. the pulses, for example, the waveform 86 are then applied through a line 88 to a switching circuit 90.

Das durch die Wellenform 32 dargestellte hochfrequente Summensignal wird über eine Leitung 40 an eine der Anordnung 62 entsprechende Anordnung 92 angelegt und von hier an einen Mischer 94 gegeben, der mit dem Oszillator 68 verbunden ist. Der Mischer 94 überlagert das hochfrequente Summensignal, so daß ein Zwischenfrequenzsignal entsteht, das an einen Zwischenfrequenzverstärker 98 angelegt wird. Das verstärkte Zwischenfrequenzsignal wird vom Verstärker 98 an einen Amplituden-Detektorkreis 104 angelegt, von dem in die Leitung 110 ein gleichgerichtetes Amplitudensignal, nämlich das Summen-Bildsignal mit der Wellenform 106, abgegeben wird. Die Leitung 110 führt zu dem Schaltkreis 90. Die Amplituden-Detektor-Schaltungen 78 und 104 können auch mit geeigneten Verstärkern für die Bildsignale der Wellenformen 80 und 106 versehen sein.The high-frequency sum signal represented by the waveform 32 is applied via a line 40 to an arrangement 92 corresponding to the arrangement 62 and passed from here to a mixer 94 which is connected to the oscillator 68 . The mixer 94 superimposes the high-frequency sum signal so that an intermediate frequency signal is produced which is applied to an intermediate frequency amplifier 98 . The amplified intermediate frequency signal is applied by the amplifier 98 to an amplitude detector circuit 104 , from which a rectified amplitude signal, namely the sum image signal with the waveform 106, is output in the line 110. The line 110 leads to the circuit 90. The amplitude detector circuits 78 and 104 can also be provided with suitable amplifiers for the image signals of the waveforms 80 and 106 .

Die Energie kehrt an die Achse 12 der Antenne 10 in einem Zeitpunkt zurück, wenn das Differenz-Bildsignal mit der Wellenform 80 durch die »0«-Zeit hindurchgeht und einen Impuls der Wellenform 86 erzeugt und gleichzeitig das Summen-Bildsignal der Wellenform 106 etwa die größte Amplitude aufweist, was im folgenden noch im einzelnen erklärt wird. Der Schaltkreis 90 spricht dann an, wenn ein Impuls der Wellenform 86 gleichzeitig mit einem Summensignal eintrifft, das oberhalb einer bestimmten Bezugsamplitude liegt, und er erzeugt einen Impuls der Wellenform 114 auf einer Steuerleitung 116. Der Schaltkreis 90 enthält eine Röhre 120, deren Anode über einen Widerstand 122 an einer positiven Spannungsquelle 124 liegt und deren Kathode über einen Widerstand 128 an Masse liegt. Das Gitter der Röhre 120 ist mit der Leitung 110 und über den Widerstand 130 mit Masse verbunden. Eine Diodenschaltanordnung enthält die Dioden 132 und 134, die zwischen den Leitungen 136 und 138 hintereinandergeschaltet sind. Diese Schaltanordnung enthält auch Dioden 140 und 142, die in einem zum vorher erwähnten Zweig parallelen Zweig zwischen den Leitungen 136 und 138 wiederum hintereinandergeschaltet sind. Die Leitung 136 führt über einen Widerstand 146 zu einer positiven Spannungsquelle 148 und ist über einen Kopplungskondensator 150 mit der Anode der Röhre 120 verbunden. Die Leitung 138 ist über einen Widerstand 152 mit einer negativen Spannungsquelle 154 und über einen Kopplungskondensator 158 mit der Kathode der Röhre 120 verbunden. Das Signal der Wellenform 86 in der Leitung 88 ist über einen Widerstand 160 und einen parallel zu dem Widerstand liegenden Kondensator 162 an die Leitung 116 angelegt, die an den Verbindungspunkt zwischen den beiden Dioden 140 und 142 führt. Die Kathode der Diode 132 ist mit Masse verbunden.The energy returns to the axis 12 of the antenna 10 at a point in time when the difference image signal with the waveform 80 passes through the "0" time and generates a pulse of the waveform 86 and at the same time the sum image signal of the waveform 106 about the has the largest amplitude, which will be explained in detail below. The circuit 90 responds when a pulse of the waveform 86 arrives simultaneously with a sum signal which is above a certain reference amplitude, and it generates a pulse of the waveform 114 on a control line 116. The circuit 90 includes a tube 120, the anode of which is above a resistor 122 is connected to a positive voltage source 124 and the cathode of which is connected to ground via a resistor 128. The grid of the tube 120 is connected to the line 110 and via the resistor 130 to ground. A diode switching arrangement includes diodes 132 and 134 connected in series between lines 136 and 138 . This switching arrangement also contains diodes 140 and 142, which are in turn connected in series between lines 136 and 138 in a branch parallel to the aforementioned branch. The line 136 leads via a resistor 146 to a positive voltage source 148 and is connected to the anode of the tube 120 via a coupling capacitor 150 . The line 138 is connected to a negative voltage source 154 via a resistor 152 and to the cathode of the tube 120 via a coupling capacitor 158 . The signal of waveform 86 on line 88 is applied via a resistor 160 and a capacitor 162 lying parallel to the resistor to line 116 , which leads to the connection point between the two diodes 140 and 142 . The cathode of diode 132 is connected to ground.

Beim Betrieb des Schaltkreises 90 ist die Röhre 120 normalerweise nichtleitend, und die Dioden 132, 134,140 und 142 sind so geschaltet, daß die Impulse der Wellenform 86 über die Kathode der Diode 132 an Masse abgeleitet werden. Sobald sich das Summen-Bildsignal der Wellenform 106 über ein bestimmtes Potential erhebt, wird die Röhre 120 leitend, und Signale der Wellenformen 164 und 166 werden an die Leitungen 136 bzw. 138 angelegt, die die Dioden 132, 134, 140 und 142 in einen nichtleitenden Zustand versetzen. Während des Erscheinens eines Teiles des Summen-Bildsignals der Wellenform 106, also wenn das Summen-Bildsignal oberhalb eines bestimmten Niveaus ist, werden Impulse einer Wellenform 86, die der »0«-Zeit 82 des Differenz-Bildsignals der Wellenform 80 entsprechen, an die Leitung 116 als Steuerimpulse mit der Wellenform 114 angelegt. Die Anzeigevorrichtung 172, die aus einem bekannten »PPI«-Gerät bestehen kann, spricht auf die Steuerimpulse der Wellenform 114 in dei Leitung 116 an.In operation of circuit 90 , tube 120 is normally non-conductive and diodes 132, 134, 140 and 142 are connected so that the pulses of waveform 86 are conducted through the cathode of diode 132 to ground. As soon as the sum image signal of waveform 106 rises above a certain potential, tube 120 becomes conductive and signals of waveforms 164 and 166 are applied to leads 136 and 138 , respectively, which combine diodes 132, 134, 140 and 142 into one Put it in a non-conductive state. During the appearance of a part of the sum image signal of waveform 106, i.e. when the sum image signal is above a certain level, pulses of a waveform 86 which correspond to the "0" time 82 of the difference image signal of waveform 80 are sent to the Line 116 applied as control pulses with waveform 114 . The display device 172, which may consist of a well-known "PPI" device, is responsive to the control pulses of the waveform 114 on the line 116 .

Die Anzeigevorrichtung 172 kann eine bekannte Kathodenstrahlröhre 176 aufweisen, die einen Phosphorverbindungen enthaltenden Bildschirm 177 aufweist und deren Kathode über einen einstellbaren Widerstand 181 an dem negativen Pol einer variablen Spannungsbatterie 183 liegt, deren positiver Pol mit Masse verbunden ist. Das Steuergitter der Röhre 176, das auch zur Steuerung der Strahlintensität verwendet werden kann, ist über eine Leitung 182 und einen Kopplungskondensator 184 mit der Leitung 116 verbunden. Die Leitung 182 ist auch zur Erzielung einer Gleichstromvorspannung mit einer geeigneten Einrichtung, z. B. der negativen Klemme einer variablen Batterie 188, verbunden, deren positiver Pol mit Masse verbunden ist.The display device 172 may comprise a known cathode ray tube 176 which has a screen 177 containing phosphorus compounds and the cathode of which is connected via an adjustable resistor 181 to the negative terminal of a variable voltage battery 183 , the positive terminal of which is connected to ground. The control grid of the tube 176, which can also be used to control the beam intensity, is connected to the line 116 via a line 182 and a coupling capacitor 184 . Line 182 is also used for direct current biasing by suitable means, e.g. B. the negative terminal of a variable battery 188, the positive terminal of which is connected to ground.

Um die den Strahl in der Röhre 176 ablenkenden Signale zu erzeugen, wird von einem Generator 190 ein Ablenksignal der Wellenform 194 über Leitungen 196 und 198 an einen Sinus-Kosinus-Generator 200 To generate the signals deflecting the beam in tube 176 , a generator 190 sends a deflection signal of waveform 194 via lines 196 and 198 to a sine-cosine generator 200

angelegt. Die azimutale, also waagerechte Abtastbewegung der Antenne 10 über einen Abtastwinkel ± Θ ist über eine geeignete mechanische Verbindung 204 auf den Sinus-Kosinus-Generator 200 übertragen, so daß Abtastsignale der Wellenform 210 und 212 an die Leitungen 216 bzw. 218 abgegeben werden. Die Abtastsignale der Wellenformen 210 und 212 stellen das Produkt der linearen Abtastspannung der Wellenform 194 und dem Kosinus Θ und dem Sinus Θ für aufeinanderfolgende Werte von Θ während der azimutalen Abtastung dar. Die Signale der Wellenformen 194, 210 und 212 sind der besseren Erläuterung halber in einem anderen Maßstab als die anderen, in F i g. 1 eingezeichneten Wellenformen dargestellt. created. The azimuthal, i.e. horizontal, scanning movement of the antenna 10 over a scanning angle ± Θ is transmitted to the sine-cosine generator 200 via a suitable mechanical connection 204, so that scanning signals of the waveform 210 and 212 are output to the lines 216 and 218, respectively. The sample signals of waveforms 210 and 212 represent the product of the linear sample voltage of waveform 194 and the cosine Θ and the sine Θ for successive values of Θ during the azimuthal scan. The signals of waveforms 194, 210 and 212 are shown in FIG a different scale than the others, in FIG. 1 shown waveforms.

Die Ablenksignale der Wellenformen 210 und 212 sind Funktionen der Zeit proportional dem Kosinus Θ und Sinus Θ, wobei Θ während jedes Abtastens im wesentlichen konstant ist, da die Repetitionsfrequenz der Impulse der Wellenformen 52 viel größer als die Abtastgeschwindigkeit der Antenne 10 ist. Der Sinus-Kosinus-Generator kann in an sich bekannter Weise ausgebildet sein; er kann beispielsweise ein Sinus-Kosinus-Potentiometer sein.The deflection signals of waveforms 210 and 212 are functions of time proportional to cosine Θ and sine Θ, where Θ is substantially constant during each scan since the repetition frequency of the pulses of waveforms 52 is much greater than the scanning speed of antenna 10. The sine-cosine generator can be designed in a manner known per se; it can for example be a sine-cosine potentiometer.

Das Ablenksignal der Wellenform 210 ist über die Leitung 216 und einen Kopplungskondensator 222 an die eine Platte des für die senkrechte Ablenkung vorgesehenen Plattenpaares und an einen Inverterkreis224 angelegt. Ein invertiertes Signal wird von dem Inverterkreis 224 über eine Leitung 226 und einen Kopplungskondensator 228 auf die zweite Platte des für die senkrechte Ablenkung vorgesehenen Plattenpaares der Röhre 176 angelegt. Das Ablenksignal der Wellenform 212 wird über die Leitung 218 und einen Kopplungskondensator 228 an eine Platte des für die waagerechte Ablenkung vorgesehenen Plattenpaares der Röhre 176 angelegt. Das Ablenksignal der Wellenform 212 wird in ähnlicher Weise über eine Inversionsschaltung 230 über einen Kopplungskondensator 234 an die zweite Platte dieses Ablenkplattenpaares der Röhre 176 angelegt. Die Ablenkplatten der Röhre 176 sind mit geeigneten Vorspannvorrichtungen verbunden, die variable Spannungsquellen, z. B. variable Batterien 236 bzw. 238 und 242 bzw. 244, sein können, die mit den Platten für die senkrechte Ablenkung und mit den Platten für die waagerechte Ablenkung verbunden sein können.The deflection signal of waveform 210 is via line 216 and a coupling capacitor 222 applied to one plate of the pair of plates provided for the vertical deflection and to an inverter circuit 224. An inverted signal is from the inverter circuit 224 via a line 226 and a coupling capacitor 228 to the second Plate of the pair of plates of the tube 176 provided for the vertical deflection. The deflection signal of waveform 212 is transmitted over the line 218 and a coupling capacitor 228 are applied to one plate of the plate pair of the tube 176 provided for the horizontal deflection. The deflection signal of waveform 212 becomes more similar Way is applied via an inversion circuit 230 via a coupling capacitor 234 to the second plate of this pair of deflector plates of the tube 176. The baffles of tube 176 are connected to suitable biasing devices, the variable Voltage sources, e.g. B. variable batteries 236 or 238 and 242 or 244, can be that with the Plates for vertical deflection and connected to the plates for horizontal deflection could be.

Um eine bekannte PPI-Anzeige zu erhalten, ist eine Leitung 246 mit der Leitung 110 verbunden, über die das Summen-Bildsignal der Wellenform 106 dem Steuergitter der Röhre 176 zugeführt wird. Die Anzeigevorrichtung 172 kann auch in anderer Weise aufgebaut sein, z. B. derart, daß die Steuerimpulse der Wellenform 114 an die Kathode der Röhre 176 angelegt werden.To get a well known PPI indication, line 246 is connected to line 110, via which the sum image signal of waveform 106 is fed to the control grid of tube 176. the Display device 172 may also be constructed in other ways, e.g. B. such that the control pulses of waveform 114 can be applied to the cathode of tube 176.

Die Antenne 10 kann bei einer Betriebsart der Anordnung so am Flugzeug befestigt sein, daß sie stets in einem bestimmten Winkel zu dem Geschwindigkeitsvektor des Flugzeuges nach unten gerichtet ist.In one mode of operation of the arrangement, the antenna 10 may be attached to the aircraft such that it always directed downwards at a certain angle to the speed vector of the aircraft is.

Bei einer anderen Betriebsart der Anordnung ist die Antenne nicht starr an dem Flugzeug befestigt, sondern so, daß sie stets in einem bestimmten Winkel zu der waagerechten Ebene nach unten gerichtet ist. Dies kann durch einen bekannten Gyro-Stabilisator 248 bewirkt werden, der an der Antenne 10 befestigt ist.In another mode of the arrangement, the antenna is not rigidly attached to the aircraft, but so that it is always directed downwards at a certain angle to the horizontal plane. This can be accomplished by a known gyro stabilizer 248 attached to antenna 10.

In F i g. 2 ist die Betriebsweise der erfindungsgemäßen Anordnung näher erläutert. Ein Flugzeug 252 bewegt sich in einer Richtung, die durch den Geschwindigkeitsvektor 254 angezeigt ist. An dem Flugzeug ist die Antenne 10 so befestigt, daß die Anten nenachse 12 in einem konstanten, nach unten gerichteten Winkelet zu der Bahn des Flugzeuges 252 steht. Die ausgesendeten Impulse kehren aus den verschiedenen Entfernungen, z. B. ,R₁ von einem In Fig. 2 the mode of operation of the arrangement according to the invention is explained in more detail. An aircraft 252 is moving in a direction indicated by the velocity vector 254. The antenna 10 is attached to the aircraft in such a way that the antenna axis 12 is at a constant, downwardly directed Winkelet to the path of the aircraft 252. The emitted pulses come from different distances, e.g. B., R ₁ of a

ίο Punkt des Geländes 256 in einem Winkel y_t oberhalb der Antennenachse 12 und aus einer Entfernung R₂ mit einem Winkel γ₂ unterhalb der Antennenachse 12, in die Antenne 10 zurück. Die Größe der reflektierten Energie in der die Summe der Zeichen führenden Leitung 40 ist durch eine Kurve 258 in F i g. 3 dargestellt. Die Größe der Differenzenergie ist durch eine Kurve 260 in F i g. 3 dargestellt. Die Kurven sind in Abhängigkeit von der Größe des Einfallswinkels γ zu der Antennenachse 12 aufgetragen. Bei den Win kein Y₁ und γ₂ haben das Summensignal (Kurve 258) und das Differenzsignal (Kurve 260) etwa die gleiche Amplitude. In der Achse der Antenne, wenn also der Winkel γ gleich Null ist, ist das Differenzsignal Null, und das Summensignal der Wellenform 258 weist eine verhältnismäßig große Amplitude auf. Bei der Winkellage der seitlichen Keulen, z. B. 264 in F i g. 3, ist das Differenzsignal etwa gleich Null, das Summensignal hat eine verhältnismäßig niedrige Amplitude. Die Entfernung R₀, bei welcher die Energie von dem Gelände 256 entlang der Antennenachse 12 reflektiert wird, ist also durch die Bedingung bestimmt, daß das Differenzsignal der Kurve 260 gleich Null ist und das Summensignal 258 eine verhältnismäßig große Amplitude aufweist. ίο point of the terrain 256 at an angle y _t above the antenna axis 12 and from a distance R ₂ with an angle γ ₂ below the antenna axis 12, back into the antenna 10. The amount of reflected energy in the line 40 carrying the sum of the characters is indicated by a curve 258 in FIG. 3 shown. The magnitude of the differential energy is indicated by a curve 260 in FIG. 3 shown. The curves are plotted as a function of the size of the angle of incidence γ to the antenna axis 12. In the case of Win no Y ₁ and γ ₂ , the sum signal (curve 258) and the difference signal (curve 260) have approximately the same amplitude. In the axis of the antenna, that is, when the angle γ is equal to zero, the difference signal is zero and the sum signal of the waveform 258 has a relatively large amplitude. In the angular position of the side lobes, e.g. B. 264 in FIG. 3, the difference signal is approximately zero, the sum signal has a relatively low amplitude. The distance R ₀ at which the energy is reflected from the terrain 256 along the antenna axis 12 is therefore determined by the condition that the difference signal of the curve 260 is equal to zero and the sum signal 258 has a relatively large amplitude.

Die weitere Erläuterung der Arbeitsweise der Anordnung wird an Hand der F i g. 1 und 4 vorgenommen. Synchronisierimpulse der Wellenform 52 werden an den Sender 50 angelegt, der daraufhin Impulse der Wellenform 48 erzeugt, die über den Zir- kulator38 und den Verteiler 24 an die Strahlerli und 18 angelegt werden und von dort als ein bleistiftförmiger Strahl in den Raum abgestrahlt werden. Die reflektierte Energie wird durch die Abstrahlöffnungen 16 und 18 der Antenne 10 aufgefangen und dem Verteiler 24 zugeführt und über die Leitungen 34 und 40 als Summensignal + e₂ der Wellenform 32 weitergeführt, wobei e_x und e₂ die von den Strahlern 16 und 18 empfangenen Signale bedeuten sollen. Die Amplitude des Summensignals 32 variiert mit dem Höhenwinkel in der durch die Kurve 258 der F i g. 3 dargestellten Weise, und seine Amplitude variiert mit der Zeit in ähnlicher Weise wie das Summen-Bildsignal der Wellenformen 106; sie ist jedoch hochfrequent. Die empfangene Energie wird als Differenzsignal e_t — e₂ der Wellenform 30 an die Leitung 58 abgegeben, wobei die Amplitude mit dem Höhenwinkel variiert, wie durch die Kurve 260 der F i g. 3 dargestellt ist. Die Amplitude variiert außerdem mit der Zeit in ähnlicher Weise wie das Differenz-Bildsignal der Wellenform 80, wobei es jedoch hochfrequent ist und nicht gleichgerichtet ist. The further explanation of the mode of operation of the arrangement is given with reference to FIGS. 1 and 4 made. Synchronization pulses of the waveform 52 are applied to the transmitter 50, which then generates pulses of the waveform 48 which are applied via the circulator 38 and the distributor 24 to the radiators and 18 and from there are emitted as a pencil-shaped beam into the room. The reflected energy is captured by the radiation openings 16 and 18 of the antenna 10 and fed to the distributor 24 and passed on via the lines 34 and 40 as a sum signal + e _{2 of} the waveform 32, e _x and e _{2 being} those received by the radiators 16 and 18 Signals are supposed to mean. The amplitude of the sum signal 32 varies with the angle of elevation in the direction indicated by curve 258 in FIG. 3 and its amplitude varies with time in a manner similar to that of the summed image signal of waveforms 106; however, it is high frequency. The received energy is delivered to line 58 as a difference signal e _t -e ₂ of waveform 30, the amplitude varying with elevation angle, as shown by curve 260 in FIG. 3 is shown. The amplitude also varies over time in a manner similar to the difference image signal of waveform 80, but being high frequency and not rectified.

Das Summensignal der Wellenform 32 wird dann in dem Mischer 94 mit einem Uberlagerungsfrequenzsignal überlagert und dann an den Amplitudendetek-The sum signal of the waveform 32 is then superimposed in the mixer 94 with a superimposed frequency signal and then transmitted to the amplitude detection tor 104 angelegt, der ein Summen-Bildsignal dei Wellenform 106 an die LeitungllO abgibt. Gleichzeitig wird das Differenzsignal der Wellenform 3C an den Mischer 66 angelegt und mit dem Uberlage-gate 104 is applied, which outputs a sum image signal of the waveform 106 on the line 10O. At the same time, the difference signal becomes the waveform 3C applied to the mixer 66 and with the overlay

i 256i 256

rungsfrequenzsignal überlagert und an den Amplitudendetektor 78 angelegt, der an die Leitung 79 ein Differenz-Bildsignal der Wellenform 80 abgibt. Der Impuls-Generator 84 spricht auf ein Potential im »0«-Zeitpunkt 82 an und unterdrückt zu anderen Zeiten die Amplitude des Differenz-Bildsignals der Wellenform 80, z. B. am Ende des Signalimpulses 86 auf der Leitung 88. Approximate frequency signal superimposed and applied to the amplitude detector 78 , which outputs a difference image signal of the waveform 80 to the line 79 . The pulse generator 84 responds to a potential at the "0" time 82 and at other times suppresses the amplitude of the difference image signal of the waveform 80, e.g. B. at the end of the signal pulse 86 on the line 88.

Wenn der Impuls 266 (F i g. 4) der Wellenform 86 erscheint, ist der Schaltkreis 90 geschlossen, so daß der Impuls mit der Wellenform 114 an das Steuergitter der Röhre 176 geleitet wird und einen Lichtpunkt erzeugt. Während jedes Intervalls zwischen den Synchronisationsimpulsen der Wellenform 52 wird eine lineare Ablenkspannung der Wellenform 194 entwickelt und mit dem Sinus Θ und dem Kosinus Θ kombiniert, der sich zwischen den Perioden der Wellenform 52 nicht wesentlich ändert. Beispielsweise kann die Wiederholungsfrequenz der Wellenform 52 3200 Impulse pro Sekunde sein, und die so azimutale Abtastung der Antenne 10 kann 100 Winkelgrade bei einer Abtastung pro Sekunde sein.When the pulse 266 (Fig. 4) of waveform 86 appears, circuit 90 is closed so that the pulse with waveform 114 is applied to the control grid of tube 176 and creates a spot of light. During each interval between the sync pulses of waveform 52 , a linear deflection voltage of waveform 194 is developed and combined with sine Θ and cosine Θ which does not change significantly between waveform 52 periods. For example, the repetition frequency of waveform 52 may be 3200 pulses per second, and the thus azimuthal scan of antenna 10 may be 100 degrees in one scan per second.

Die Ablenksignale der Wellenformen 210 und 212, die durch den Kosinus und Sinus des Winkels Θ voneinander abhängig sind, werden an die vertikalen und horizontalen Ablenkplatten der Röhre 176 angelegt. Wie aus F i g. 5 hervorgeht, tastet der Strahl der Röhre 176 von einem Punkt 268, der durch die Vorspanneinrichtungen, z. B. die variablen Batterien 238 und 242, bestimmt ist, den Schirm 177 in radialer Richtung innerhalb der Grenzen 272 und 274 während jedes Impulsintervalls der Wellenform 52 ab. Am Ende jeder Kippschwingung der Wellenform 194 können mit bekannten Einrichtungen Sperrimpulse an die Röhre 176 abgegeben werden, z. B. an deren Kathode.The deflection signals of waveforms 210 and 212, which are dependent on each other by the cosine and sine of the angle Θ , are applied to the vertical and horizontal baffles of tube 176 . As shown in FIG. 5, the beam scans the tube 176 from a point 268 defined by the biasing means, e.g. The variable batteries 238 and 242, the screen 177 radially within the boundaries 272 and 274 during each pulse interval of the waveform 52 from. At the end of each breakover oscillation of waveform 194 , blocking pulses can be delivered to tube 176 by known means, e.g. B. at their cathode.

Der Elektronenstrahl der Röhre 176 überstreicht während jedes Impulsintervalls der Wellenform 52, der dem vollständigen Abtastwinkel ± Θ entspricht, den Bildschirm radial von dem Punkt 268 bei jeder Kippschwingung mit einem anwachsenden Winkel von der Linie 272 zu dem Winkel — Θ' und dann mit wachsendem Winkel von der Linie 274 zu dem Winkel -f- Θ'. Durch die Vorspannung des Steuergitters der Röhre 176 ist gewährleistet, daß nur während des Eintreffens eines Impulses der Wellenform 114 das an die Leitung 182 angelegte Potential genügend groß ist, um eine sichtbare Anzeige durch eine Linie 278 zu erreichen. Da der Augenblick, in dem ein Impuls der Wellenform 114 auftritt, mit der Zeit zusammenfällt, in der die Energie auf die Antennenachse 12 reflektiert wird, so zeigt die Anzeige 278 auf dem Schirm 177 die Entfernung von Objekten als radialen Abstand vom Punkt 268 in Abhängigkeit von den verschiedenen Richtungswinkeln Θ' an.The electron beam from tube 176 sweeps the screen radially from point 268 at each tilt at an increasing angle from line 272 to angle - Θ ' and then at an increasing angle during each pulse interval of waveform 52 corresponding to the full scan angle ± Θ from line 274 to the angle -f- Θ '. The biasing of the control grid of the tube 176 ensures that only during the arrival of a pulse of the waveform 114 is the potential applied to the line 182 sufficiently large to achieve a visible indication by a line 278 . Since the instant at which a pulse of waveform 114 occurs coincides with the time at which the energy is reflected onto antenna axis 12 , display 278 on screen 177 shows the distance to objects as a radial distance from point 268 as a function of from the different direction angles Θ ' on.

Die F i g. 6 zeigt ein Luftfahrzeug 252, bei dem die Anordnung zur Ortung von in der Bahn des Flugzeuges auftretenden Hindernissen verwendet wird. Die Achse 12 der Antenne 10 ist in einem festen, nach unten gerichteten Winkel a. zu dem Geschwindigkeitsvektor des Flugzeuges angeordnet. Der Gyro-StabiIisator 248 der F i g. 1 ist also abgeschaltet, so daß die AntennelO während der ununterbrochenen seitwärts gerichteten Abtastungen in einem feststehenden Winkel α nach unten gerichtet ist. Diese Betriebsart der erfindungsgemäßen Anordnung hat den Vorteil, daß bei Bewegungen mit einem geringen Höhenwinkel relativ zu dem Grund 284 derThe F i g. 6 shows an aircraft 252 in which the arrangement is used to locate obstacles occurring in the path of the aircraft. The axis 12 of the antenna 10 is at a fixed, downward angle a. arranged to the velocity vector of the aircraft. The gyro stabilizer 248 of FIG. 1 is therefore switched off, so that the antenna is directed downwards at a fixed angle α during the uninterrupted sideways scanning. This mode of operation of the arrangement according to the invention has the advantage that during movements with a small elevation angle relative to the base 284 of the

Pilot eine direkte Anzeige der in seiner Flugbahn vorhandenen Hindernisse hat.Pilot has a direct display of the obstacles present in his flight path.

Die in horizontaler Richtung über einen Abtastwinkel ± Θ schwenkende Antennenachse 12 schneidet die ausgewählte, parallel zu dem Geschwindigkeitsvektor 254 und mit einem Abstand h unterhalb des Flugzeuges 252 verlaufende Ebene 286 in einem Bogen 285. Wenn die Antennenachse 12 den Bogen 285 in einer Entfernung schneidet, die größer als der Abstand eines Hindernisses 288 ist, so erscheint die Anzeigelinie 278 auf der Anzeigevorrichtung unterhalb eines Bezugsbogens 294, wie dies bei 292 dargestellt ist. Der Bezugsbogen 294 kann eine farbige, leuchtende Linie sein, die auf dem Schirm 177 mit einem Radius von dem Punkt 268 eingraviert ist, der durch den Abstand h der Bezugsebene 286 von dem Flugzeug und den Neigungswinkel a. bestimmt ist.The antenna axis 12 , pivoting in the horizontal direction over a scanning angle ± Θ, intersects the selected plane 286 running parallel to the velocity vector 254 and at a distance h below the aircraft 252 in an arc 285. If the antenna axis 12 intersects the arc 285 at a distance, which is greater than the distance from an obstacle 288 , the indicator line 278 appears on the display device below a reference arc 294, as shown at 292 . The arc of reference 294 may be a colored, glowing line engraved on the screen 177 with a radius from the point 268 determined by the distance h of the reference plane 286 from the aircraft and the angle of inclination a. is determined.

Wenn im Bereich der ausgesendeten Energie in einem Abstand außerhalb des Bezugskreises 285 ein Hindernis sich befindet (nicht gezeichnet), so liegt die Anzeigelinie 278 auf dem Bildschirm 177 außerhalb des Bezugskreises 294, wie bei 295 angezeigt ist, so daß der Pilot sieht, daß in dieser Azimutposition Hindernisse in einer Entfernung größer als die Bezugsentfernung 285 liegen. Wenn das Flugzeug 252 in einer Position vor der in F i g. 6 dargestellten Position ist, wird das Hindernis 288 außerhalb des Bezugsbogens 294, z. B. bei 295, angezeigt, weil die Bezugsentfernung 285 vor dem Hindernis 288 liegt. Die Anordnung zeigt daher Hindernisse relativ zu einer festen Entfernung an, die durch eine ausgewählte Höhe h und den Neigungswinkel α der Antenne bestimmt ist. Wenn beispielsweise das Flugzeug 252 nur eine geringe Manövrierfähigkeit hat, so wird der Neigungswinkel « verhältnismäßig klein gewählt.If there is an obstacle (not shown) in the range of the emitted energy at a distance outside the reference circle 285 , the display line 278 on the screen 177 lies outside the reference circle 294, as indicated at 295 , so that the pilot sees that in this azimuth position obstacles are at a distance greater than the reference distance 285 . When the aircraft 252 is in a position in front of the position shown in FIG. 6, the obstacle 288 is outside the arc of reference 294, e.g. B. at 295, because the reference distance 285 is in front of the obstacle 288 . The arrangement therefore displays obstacles relative to a fixed distance which is determined by a selected height h and the inclination angle α of the antenna. If, for example, the aircraft 252 only has poor maneuverability, the angle of inclination is selected to be relatively small.

Wenn ein Hindernis eine Höhe hat, die unterhalb der Bezugsebene 286 liegt, wird sie auf dem Bildschirm 177 nicht angezeigt, wenn das Flugzeug sich so bewegt, daß das Hindernis innerhalb der Entfernung des Bogens 285 liegt. Da die Höhe eines Hindernisses nicht angezeigt wird, ist es möglich, daß die Entfernungskurve R (Θ), die durch die Linie 278 angezeigt wird, kleiner als R_c ist, das die durch den Bezugskreis 294 angegebene Entfernung anzeigt und trotzdem noch keine Gefahr vorhanden ist. Denn beispielsweise können die Reflexionen von einem Objekt herrühren, das dichter als der Bezugskreis 285 am Flugzeug 252 liegt, dessen höchste Erhebung jedoch unterhalb der Bahn des Flugzeuges 252 liegt. Dies vermindert jedoch den Wert der erfindungsgemäßen Anordnung nicht, weil die Anzeige auf dem Schirm 177 dem Zweck dient, daß das Flugzeug Hindernisse umgeht. Ein wichtiger Vorteil liegt darin, daß auf einer bestimmten Flugroute während der Zeit, in der das Flugzeug in einem Gebiet/? (Θ) fliegt, eine Kollision nicht eintreten kann, wenn bei Beginn des Fluges über dieses Gebiet die Kurve R (Θ) 295 in Flugrichtung weiter vom Punkt 268 entfernt liegt als R_c, wenn also ein Hindernis, das entweder eine Gefahr bedeuten kann oder aber keine Gefahr bedeutet, außerhalb des Bezugskreises 294 angezeigt wird. Die Bedienungsperson kann also bei Verwendung der Anzeige nach F i g. 5 stets darauf vertrauen, daß ein Gefahrenpunkt immer innerhalb des Bezugskreises 294 auf dem Schirm 177 angezeigt wird. Wenn das Flugzeug 252 sich dicht auf ein Objekt zu bewegt, das oberhalb der Bezugsebene 286, jedoch unterhalb der Rugbahn ist, und es möglicher-If an obstacle is of a height below reference plane 286 , it will not be displayed on screen 177 when the aircraft moves so that the obstacle is within arc 285 distance. Since the height of an obstacle is not indicated, it is possible that the distance curve R (Θ) indicated by the line 278 is less than R _c , which shows the distance indicated by the reference circle 294 and still no danger exists is. This is because, for example, the reflections can originate from an object that is closer than the reference circle 285 to the aircraft 252 , but the highest elevation of which, however, lies below the path of the aircraft 252 . However, this does not reduce the value of the arrangement according to the invention, since the display on the screen 177 is for the purpose of the aircraft avoiding obstacles. An important advantage is that on a certain flight route during the time in which the aircraft is in an area /? (Θ) flies, a collision cannot occur if, at the beginning of the flight over this area, curve R (Θ) 295 in the direction of flight is further away from point 268 than R _c , i.e. if an obstacle that can either mean a danger or but no danger means, outside the reference circle 294 is displayed. When using the display according to FIG. 5 always rely on the fact that a danger point is always displayed within the reference circle 294 on the screen 177. If the aircraft 252 is moving close to an object that is above the reference plane 286 but below the rug runway, and there is possible-

709 709/158709 709/158

Claims

If no display is generated on the screen 177 either, the aircraft cannot collide as long as the flight path is not changed downward by more than the angle of inclination λ. In the case of a direct display, the pilot can therefore determine the lateral course on which he will avoid obstacles. When the aircraft 252 changes its altitude direction, that is, goes higher or goes lower, the line 278 moves so that the pilot can determine the climbing power necessary in order to avoid the obstacles. Line 278 therefore provides a direct indication of the distance of the obstacle as a function of scan angle Θ relative to a reference circle 294, indicating the obstacles to be avoided. If the arrangement according to the invention is to be operated in a manner suitable for terrain surveys, a reference plane 298 lies at a height H below the aircraft 252 (FIG. 7), the antenna 10 (FIG. 1) being supported by a gyro stabilizer 248 is controlled so that the axis 12 of the antenna is held at a fixed angle of inclination <x below the horizontal plane regardless of the position of the aircraft. The angle of inclination α between a horizontal line 299 and the antenna axis 12 therefore remains unchanged, even if the speed vector 254 changes when the flight path changes. The antenna axis 12 intersects the horizontal reference plane 298 in a circle. Similar to the one in FIG. 6, the reference circle 294 on the screen 177 shows the distance from obstacles, such as. B. 301, relative to the reference distance 300 on the horizontal reference plane 298, which is a certain distance h 'below the aircraft 252. When the intersection circle 300 is in the position shown, an indication such as. B. 295, for a certain azimuthal direction angle on the screen 177 that there is no obstacle in this direction within a distance Rc which is defined by the height h 'and the angle of inclination <x. However, as discussed above, if the aircraft 252 continues to move forward so that an obstruction is encountered within the selected reference distance, obstruction 301, which extends above plane 298, is indicated by line 278 of its location changes inside within the reference circle 294. If the obstacle 301 does not extend above the reference plane, it will not be displayed as long as the aircraft 252 is moving such that the obstacle 301 is within the distance Rc but below the reference plane. In a manner similar to that in FIG. 6, the pilot can therefore trust that a dangerous obstacle appears with certainty on the screen 177 below the reference line 294 and that there are no obstacles in the path of the aircraft in a distance range R (Θ) when the line 278 is outside the reference circle 294 is. This operating mode, which is carried out in the manner of terrain surveys, is desirable if a reliable display of the contours of the obstacles in the path of the aircraft without taking into account the angle of inclination of the aircraft 252 is desired. The arrangement according to FIG. 1 therefore allows objects to be displayed with respect to the antenna axis without a radar determination of the pulses, that is to say without a system that displays the amplitudes. Since the angles are not measured, which is necessary in a known system that is used without pulses, problems arise in determining the exact phase and amplitude between two channels, e.g. B. the lines 40 and 58, not on. The invention can also be used for automatic site surveys or site surveillance, in which alarm or control signals are generated when the line R (Θ) 278 of FIG. 5 minus the reference distance Rc in the flight direction or monitoring direction is less than zero. Other embodiments of the invention can also be used. For example, the differential energy can be applied to a ferrite modulator so that a modulated differential signal is generated which is then combined with the sum signal via a coupling arrangement so that an alternating signal is generated. The modulation of the alternating signal represents the sum energy and ao also the sum energy minus the difference energy. This alternating signal is then given via a mixer, an amplifier and an amplitude detector, so that an image signal is produced from the modulation of which information can be obtained which corresponds to the angle between the line of sight and the antenna axis. The image signal is then applied to circuitry and applied to the control grid of a display device, e.g. The device described above, the point at which the percentage of modulation of the image signal is zero gives an indication in the direction of the antenna axis. In the foregoing, an arrangement for displaying obstacles in the vicinity of a flight path or the like has been described, in which the distance of the objects on the antenna axis is obtained without measuring the elevation angle and converted information. The arrangement works with a simple circuit and with a comparison of the sum signal with the difference signal. One advantage of the system is that the channel for the sum signal and the channel for the difference signal do not have to be carefully balanced, as is the case with the known monopulse systems. The display, which can be obtained by a PPI display device, gives a direct display of the angle at which dangerous obstacles are to the course direction, and an display of the distance of these obstacles relative to a reference distance Rc in a reference plane below the aircraft. Patent claims:

1. Device in aircraft for displaying obstacles in the vicinity of their path by means of a radar device working according to the monopulse system, one facing the direction of flight of the aircraft inclined and pivotable in azimuth antenna with two in the elevation plane has superimposed radiators, so that their by the difference and the Sum of the received signals certain line of sight lies in the elevation plane, and that with a range-azimuth display device having a screen is provided thereby characterized in that the screen (177) of the display device (176) in itself