DE1263326B

DE1263326B - Radaranlage auf Schiffen mit Einrichtung zum Beseitigen von Richtungsfehlern infolgeder Schlingerbewegungen des Schiffes

Info

Publication number: DE1263326B
Application number: DEA46443A
Authority: DE
Inventors: Karl Goeran Folke Lind
Original assignee: Bofors AB
Current assignee: Saab Bofors AB
Priority date: 1963-06-28
Filing date: 1964-06-27
Publication date: 1968-03-14
Also published as: GB1069382A; US3315256A; CH438435A; DK108800C

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

GOIc

GOIs

Deutsche Kl.: 42 c-39/10

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

A46443IXb/42c
27. Juni 1964
14. März 1968

Die Erfindung betrifft eine Radaranlage auf Schiffen mit einer Antenne, die in einer an den Schlingerbewegungen des Schiffes teilnehmenden, bei Horizontlage des Schiffes ebenfalls horizontalen Drehebene periodisch einen großen Winkelsektor, üblicherweise eine ganze Umdrehung, abtastet. Eine Anlage der hier betrachteten Art enthält ferner ein Bildschirmgerät (PPI) zur Wiedergabe des gesamten von der Antenne abgetasteten Gebietes mit von diesem Gebiet empfangenen Radarechos. Zur Auswahl und Verfolgung eines be- ίο stimmten, innerhalb des ganzen abgetasteten Gebietes entdeckten Zieles mit Hilfe der Radaranlage besitzt diese des weiteren eine Einrichtung zur Auswahl eines kleinen Teilgebietes innerhalb des gesamten von der Antenne abgetasteten Gebietes und zum Darstellen dieses Teilgebietes mit von demselben empfangenen Echos auf einem B-Schirm in einem verglichen mit dem Bild auf der Bildfläche des Bildschirmgerätes (PPI) vergrößerten Maßstab. Diese Einrichtung weist dabei Einstellmittel auf, mit denen das in Frage stehende Teilgebiet in eine beliebige Lage innerhalb des gesamten abgetasteten Gebietes verschoben werden kann. Die vorläufige Lage des Teilgebietes innerhalb des gesamten abgetasteten Gebietes wird gewöhnlich mit Hilfe eines Symbols auf der Bildfläche des Bildschirmgerätes (PPI) angegeben, welches Symbol sich in Übereinstimmung mit den mittels der Einstellmittel vorgenommenen Änderungen der Lage des Teilgebietes bewegt. Die das Gerät bedienende Mannschaft kann somit auf der Grundlage des auf der Bildfläche des Bildschirmgeräts (PPI) wiedergegebenen Bildes des gesamten abgetasteten Gebietes und des auf dieser Bildfläche sichtbaren Symbols mittels der Einstellmittel das Teilgebiet derart verschieben, daß es ein bestimmtes Ziel, dem gefolgt werden soll, enthält. Das Radarecho von diesem Ziel wird dabei auf der Bildfläche des B-Schirmes sichtbar und nach Maßgabe des Bildes auf der Bildfläche des B-Schirmes kann der Bedienungsmann nun mittels der Einstellmittel das Teilgebiet auf das gewählte Echo derart zentrieren, daß das Zielecho in der Mitte der Bildfläche des Schirmes zu liegen kommt, und kann danach das Teilgebiet dem Echo folgen lassen, so daß das Zielecho immer in der Mitte der Bildfläche des B-Schirms bleibt. Die Richtung und der Abstand zur Mitte des Teilgebietes werden hierbei der Richtung und dem Abstand zum gewählten Ziel entsprechen und diese Größen können von den die Lage des Teilgebietes bestimmenden Einstellmitteln entnommen und zum Beispiel als Eingangsdaten in einem Richtwertberechner für eine Waffe, mittels der das gewählte Ziel unter Feuer genommen werden soll, verwendet werden. Die Zielsuch-Radaranlage auf Schiffen mit Einrichtung

zum Beseitigen von Richtungsfehlern infolge der

Schlingerbewegungen des Schiffes

Anmelder:

Aktiebolaget Bofors, Bofors (Schweden)

Vertreter:

Dr. W. Koch, Dipl.-Ing. K. Delfs

und Dr. R. Glawe, Patentanwälte,

8000 München 22, Liebherrstr. 20

Als Erfinder benannt:

Karl Göran Folke Lind, Karlskoga (Schweden)

Beanspruchte Priorität:

Schweden vom 28. Juni 1963 (7246)

radaranlage kann also mit Hilfe dieser Zielfolgeausrüstung gleichzeitig als eine Feuerleitradaranlage verwendet werden.

An Bord eines Schiffes treten indessen bei einer solchen Zielsuchradaranlage mit Zielfolgen besondere Schwierigkeiten auf, die von den Schlingerbewegungen des Schiffes in der See verursacht sind. Eine Suchradarantenne ist nämlich gewöhnlich derart angeordnet, daß sie ihre Abtastbewegung um eine im Schiff feste Achse durchführt, weshalb die Drehebene der Antenne, die gewöhnlich im wesentlichen parallel mit den Längsund Querachsen des Schiffes und also waagerecht ist, wenn das Schiff eine waagerechte Lage einnimmt, bei den Krängungen des Schiffes gegenüber der Horizontalebene geneigt wird. Ferner umfaßt das Strahlungsbündel der Antenne gewöhnlich einen sehr kleinen Winkel in der Drehebene der Antenne, aber einen beträchtlichen Winkel in der dazu senkrechten Ebene, so daß das Strahlungsbündel im wesentlichen die Form einer dünnen, auf der Kante senkrecht zur Drehebene der Antenne stehenden Scheibe aufweist. Wenn das Schiff und damit die Drehebene der Antenne nun zusammen mit dem Strahlungsbündel der Antenne relativ zur Horizontalebene krängen, wird deshalb die Antennenrichtung, in der die Antenne die Radarechos von einem bestimmten in der Horizontalebene liegenden Ziel empfängt, nicht mit der wahren Richtung zum Ziel in der Horizontaiebene übereinstimmen. Der

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Richtungsfehler wird offenbar mit der Größe der Daten zum Richten einer Waffe mit der wahren Rich-Krängung und mit dem Winkel zwischen der Richtung tung zum Ziel arbeiten kann. Eine solche Einrichtung zum Ziel und der Achse, um die das Schiff krängt, d. h. wird verhältnismäßig einfach, hat aber den Nachteil, die Achse, um die die Drehebene der Antenne relativ daß weder das Bild auf der Bildfläche des Bildschirmzur Horizontalebene neigt, schwanken. Die Radar- S geräts (PPI) der Radaranlage noch auf der Bildfläche echos von einem in einer festen Richtung vom Schiff des B-Schirmes mit Rücksicht auf die Krängungsliegenden Ziel werden also von der Antenne in ver- bewegungen des Schiffes stabilisiert wird, weshalb die schiedenen, mit den Krängungsbewegungen des bedienende Mannschaft Schwierigkeiten hat, wenn sie Schiffes variierenden Antennenrichtungen empfangen das Echo von dem gewählten Ziel genau in der Mitte werden, weshalb das Bild des Zieles sowohl auf der io der Bildfläche des B-Schirmes halten soll. Bildfläche des Bildschirmgeräts (PPI) als auch auf der Die vorliegende Erfindung hat deshalb eine Ziel-

Bildfläche des B-Schirmes sich im Takt mit den Kran- suchradaranlage mit einer Zielfolgeeinrichtung der gungsbewegungen des Schiffes über der Bildfläche in oben angegebenen Art zum Ziel, bei der in einfacher der Richtung, die einer Richtungsveränderung zum Weise und ohne- großen Aufwand zusätzlicher Mittel Ziel entspricht, bewegen wird. Dies macht es beträcht- 15 eine Korrektur des von der Zielfolgeeinrichtung abgelich schwieriger für die bedienende Mannschaft, dem gebenen Wertes für die Richtung zu dem verfolgten Ziel mittels der die Lage des Teilgebietes bestimmenden Ziel durchgeführt wird, so daß dieser Wert unabhängig Einstellmittel derart zu folgen, daß das Echo des ge- von den Krängungsbewegungen des Schiffes der wahren wählten Zieles immer in der Mitte der Bildfläche des Richtung zum Ziel entspricht und bei der gleichzeitig B-Schirmes gehalten wird. Auch wenn dies der Mann- 20 eine Stabilisierung des Bildes auf der Bildfläche des schaft gelungen ist, werden jedoch offenbar fehlerhafte B-Schirmes zustande kommt, so daß dieses Bild sich Daten betreffs der Richtung zu dem gewählten Ziel von nicht seitlich auf der Bildfläche im Takte mit den den die Lage des Teilgebietes bestimmenden Einstell- Krängungsbewegungen des Schiffes bewegt. Die Erfinmitteln erhalten werden. Dies hat nicht nur zur Folge, dung ist nicht nur bei einer solchen Zielsuchradardaß ein von der Zielfolgeausrüstung gesteuerter Rieht- 25 anlage verwendbar, in der die Drehebene der Antenne wertberechner mit einer fehlerhaften Richtung zum fest im Schiff und parallel zu den Längs- und Quer-Ziel arbeiten wird, sondern auch, daß der Berechner, achsen des Schiffes ist, sondern ist auch bei einer Radarda die Größe des Richtungsfehlers stets mit den Kran- anlage verwendbar, bei der die Drehebene der Antenne gungsbewegungen des Schiffes variiert, eine fehlerhafte nur zum Teil an den Krängungsbewegungen des Geschwindigkeit des Zieles berechnen wird. Dieser 30 Schiffes teilnimmt, z. B. dadurch, daß die Antenne auf Geschwindigkeitsfehler kann in der Praxis beträchtlich einem Gestell angeordnet ist, das in dem Schiff um eine größer als die wahre Geschwindigkeit des Zieles werden. zu der Längsachse des Schiffes parallele Achse drehbar Zum Lösen der oben erwähnten Schwierigkeiten gelagert und derart stabilisiert ist, daß sie nicht am sind mehrere verschiedene Maßnahmen denkbar. Man Rollen, sondern nur am Stampfen des Schiffes teilkann z. B. die Antenne derart stabilisieren, daß sie sich 35 nimmt.

immer in einer im wesentlichen waagerechten Ebene Die Anlage nach der Erfindung ist dadurch gekenn-

unabhängig von den Krängungsbewegungen des zeichnet, daß der Z-Ablenkspannung des B-Schirm-Schiffes dreht. Hierdurch wird sowohl das Bild auf der gerätes, welche den Azimutwinkel der momentanen Bildfläche des Bildschirmgeräts (PPI) als auch das Abtastrichtung gegenüber der mittleren Azimutrich-BiId auf dem B-Schirm stabilisiert, und die Zielfolge- 40 tung des ausgewählten Teilgebietes repräsentiert, eine anlage wird unmittelbar den richtigen Wert für die kompensierende Spannung hinzugefügt wird, welche Richtung zu dem gefolgten Ziel angeben. Eine Ein- dem Richtungsfehler Δ proportional ist. Hierdurch richtung zur vollständigen Stabilisierung der Dreh- wird das auf der Bildfläche des B-Schirmes dargestellte ebene der Antenne wird indessen verhältnismäßig um- Bild des Teilgebietes und des innerhalb dieses liegenden fangreich und teuer. 45 gewählten Zieles sich nicht seitlich über der Bildfläche

Eine andere Möglichkeit besteht darin, eine solche beim Krängen des Schiffes bewegen, weshalb der Korrektur in die Übertragung der Drehbewegung der Bedienungsmann beim Folgen des gewählten Zieles Antenne zu der übrigen Radaranlage einzuführen, daß nicht von den Schlingerbewegungen des Schiffes geder Radaranlage die Richtung des Antennenbündels in stört wird. Für ein gewähltes Ziel, das eine feste der Horizontalebene und nicht seine Richtung in der 50 Richtung zum Schiff hat, wird also das auf der Bildzusammen mit dem Schiff im Verhältnis zur Horizon- fläche des B-Schirmes sichtbare Echo des Zieles in der talebene krängenden Drehebene der Antenne zugeführt Mitte der Bildfläche unabhängig von den Schlinger' wird. Auch in dieser Weise wird es erreicht, daß das bewegungen des Schiffes stilliegen und die die Lage des Bild sowohl auf der Bildfläche des Bildschirmgerätes Teilgebietes bestimmenden Einstellmittel werden also (PPI) als auf der Bildfläche des B-Schirmes mit Rück- 55 einen konstanten Wert für die Richtung zum gewählten sieht auf die Krängungsbewegungen des Schiffes stabi- Ziel entsprechend der wahren Richtung zum Ziel anlisiert wird und daß die Zielfolgeeinrichtung unmittel- geben.

bar die wahre Richtung zu dem verfolgten Ziel angibt. Das Prinzip der Erfindung kann mit Hufe der

Eine Vorrichtung zum Einführen der erforderlichen F i g. 1 der Zeichnung veranschaulicht werden, die Korrektur in die Übertragung der Antennendrehung 60 schematisch den Zusammenhang zwischen der Horizu der übrigen Radaranlage wird indessen verhältnis- zontalebene H und der beim Krängen des Schiffes mäßig aufwendig und teuer. relativ zur Horizontalebene neigenden Drehebene D

Eine dritte Möglichkeit besteht darin, daß erst in der Antenne sowie zwischen der Richtung des Andern zur Zielfolgeeinrichtung angeschlossenen Rieht- tennenstrahlbündels in der Drehebene und der Richwerteberechner eine Korrektur des von der Zielfolge- 6g tung des Antennenstrahlbündels in der Horizontaleinrichtung erhaltenen Wertes für die Richtung zu dem ebene darstellt. Der Übersichtlichkeit halber sind in gefolgten Ziel durchgeführt wird, so daß der Rieht- F i g. 1 die Horizontalebene H und die Drehebene D werteberechner beim Berechnen der erforderlichen der Antenne als zwei einander schneidende Diametral-

ebenen einer gedachten, das Schiff einschließenden anlage für das Ziel M sein, und die Größe dieses Sphäre 5 dargestellt, woneben alle in der Horizontal- Fehlers variiert offenbar mit der Größe des Kränebene /fliegenden Linien voll gezeichnet sind, während gungswinkels Θ zwischen der Drehebene der Antenne die in der relativ zur Horizontalebene geneigten Dreh- und der Horizontalebene sowie mit der Größe des ebene D der Antenne liegenden liegenden Linien strich- 5 Winkels cc zwischen der wahren Richtung zum Ziel punktiert sind. O bezeichnet die Schnittlinie zwischen und der Krängungsachse O.

der Horizontalebene H und der Drehebene D der An- Nach der Erfindung wird jetzt eine der Winkeldiffe-

tenne, d. h. die Achse, um welche die Drehebene der renz Δ — a — β proportionale Spannung zum AbAntenne relativ zur Horizontalebene momentan ge- lenksystem des B-Schirmes derart angeschlossen, daß neigt ist. Falls die Drehebene der Antenne fest im io die Spannung die Ablenkung des Elektronenstrahles Schiff und parallel mit den Längs- und Querachsen des in der Richtung über der Bildfläche des B-Schirmes Schiffes ist, bezeichnet O offenbar auch die Krängungs- beeinflußt, die dem Seitenwinkel innerhalb des auf der achse des Schiffes gegenüber der Horizontalebene. Die Bildfläche des B-Schirmes dargestellten, das Ziel M punktierten Linien sind Hilfslinien, die alle senkrecht enthaltenden Teilgebietes entspricht. Hierdurch steht zur Horizontalebene H sind. JV₁ ist eine Normale zu 15 das auf der Bildfläche des B-Schirmes sichtbare Echo der Horizontalebene H, die diese Ebene auf der Kran- des Zieles M still und bewegt sich nicht im Takt mit gungsachse O schneidet, während N₂ die entsprechende den Krängungen der Drehebene der Antenne, und die Normale zur Drehebene D der Antenne ist. Der Nei- die Lage des Teilgebietes bestimmenden Einstellmittel gungswinkel zwischen der Drehebene D der Antenne können also, unabhängig von dem Krängen der Dreh- und der Horizontalebene H ist also Θ und entspricht 20 ebene der Antenne, denselben Wert für die Richtung dem Krängungswinkel des Schiffes, falls die Dreh- zu dem gewählten Ziel M angeben, als wenn die Drehebene der Antenne fest im Schiff und parallel mit den ebene der Antenne horizontal ist, d. h., sie werden die Längs- und Querachsen des Schiffes ist. L bezeichnet wahre Richtung zum Ziel M angeben,
die Richtung in der Drehebene der Antenne, die par- Es kann gezeigt werden, daß der Richtungsfehler Δ

allel zu der Längsebene des Schiffes ist, d. h. zu der im 25 die Größe
Schiff festen Ebene, die senkrecht zur Deckebene des

Schiffes ist und die Längsachse des Schiffes enthält, Δ = <x - arctg (cos Θ tg«) (1)

und wird im folgenden die Längsrichtung der Antenne

genannt. T bezeichnet in ähnlicher Weise die Richtung hat, und die zum Ablenkungssystem des B-Schirmes in der Drehebene der Antenne, die parallel zu der 30 angeschlossene Spannung soll also diesem Ausdruck Querebene des Schiffes ist, d. h. zu der im Schiff festen proportional sein, der mit Hilfe einer Rechenmaschine, Ebene, die senkrecht zur Deckebene des Schiffes ist und z. B. einer elektronischen Ziffernrechenmaschine, der die Querachse des Schiffes enthält, und wird im folgen- « und Θ als Eingangsdaten zugeführt werden, berechden die Querrichtung der Antenne genannt. Im Fall, net werden könnte. In der Praxis ist dies indessen nicht daß die Drehebene der Antenne fest im Schiff und 35 ohne weiteres möglich, und zwar nicht nur deshalb, parallel zu den Längs- und Querachsen des Schiffes, weil das Berechnen des oben angegebenen Ausd. h. zu der Deckebene des Schiffes ist, ist offenbar die druckes (1) eine sehr große Anzahl von Rechenopera-Längsrichtung L der Antenne parallel zu der Längs- tionen in der Rechenmaschine erfordert, sondern vor achse des Schiffes und die Querrichtung T der Antenne allem, weil als Eingangsdaten für die Rechenmaschine parallel zu der Querachse des Schiffes. Die schraffierte 40 teils der Winkel 6>, der nicht einfach ermittelt werden Fläche A ist der zwischen der Drehebene der Antenne kann, und teils der Winkel «, der die wahre Richtung und der Horizontalebene liegende Teil des Antennen- zum Ziel M angibt, die man indessen nicht kennt, Strahlbündels. A₁ bezeichnet also die Schnittlinie zwi- erforderlich sind. Es kann indessen gezeigt werden, sehen dem Antennenstrahlbündel und der Horizontal- daß ein sehr guter Näherungswert für den obenstehenebene, während A_z die Schnittlinie zwischen dem An- 45 den Ausdruck (1) von dem Ausdruck
tennenstrahlbündel und der Drehebene der Antenne
und damit die Antennenrichtung in der Drehebene der A = — [2 <9_S · ®r cos (2 φ) + (6>_s ² — Θ,·²) sin (2 φ)]

Antenne bezeichnet. Ein in der Horizontalebene auf 4

der Linie A₁ liegendes Ziel M wird also von der Radar- (2)

anlage dann entdeckt, wenn die Antenne die Richtung/4₂ 50

in der Drehebene der Antenne hat, welche Ebene die gegeben wird, worin <9_S den Winkel zwischen der einzige Ebene ist, in der die Richtung der Antenne un- Längsrichtung L der Antenne und der Horizontalmittelbar gemessen werden kann. Wegen der Neigung ebene, d. h. den Winkel zwischen der Richtung L und der Drehebene der Antenne relativ zur Horizontal- ihrer Projektion L₁ auf die Horizontalebene, bezeichebene, wenn das Schiff krängt, wird also offenbar die 55 net, worin 0_r den Winkel zwischen der Querrichtung T Antennenrichtung, in der die Antenne das Echo vom der Antenne und der Horizontalebene, d. h. den Win-Ziel M empfängt, nicht genau der wahren Richtung in kel zwischen der Richtung T und der Projektion T₁ der Horizontalebene zum Ziel entsprechen. Die wahre dieser Richtung auf die Horizontalebene, bezeichnet Richtung A₁ zum Ziel M kann, wenn man wünscht, und φ den Winkel in der Horizontalebene zwischen der mit Hilfe des Winkelsa in der Horizontalebene zwi- 60 wahren Richtung A₁ zum Ziel M und der Projektion T₁ sehen der Richtung zum Ziel M und der Krängungs- der Querrichtung T der Antenne auf die Horizontalachse O bestimmt werden. In ähnlicher Weise kann die ebene bezeichnet. Dieser Ausdruck (2) kann mittels Antennenrichtung, in der die Antenne das Echo vom einer verhältnismäßig kleinen Anzahl Rechenopera-Ziel M empfängt, mit Hilfe des Winkels β in der Dreh- tionen in einer Rechenmaschine berechnet werden, ebene der Antenne zwischen der Antennenrichtung A_% 65 und nach der Erfindung wird deshalb eine diesem Aus- und der Krängungsachse O bestimmt werden. Der druck wenigstens annähernd proportionale Spannung Unterschied Δ zwischen diesen beiden Winkeln α und β an das Ablenkungssystem des B-Schirmes angewird der Fehler in der Richtungsangabe der Radar- schlossen.

Als Eingangsdaten braucht die Rechenmaschine für die Berechnung des Ausdruckes (2) jedoch ein Maß für den Winkel^ in der Horizontalebene zwischen der wahren Richtung^ zu dem auf der Bildfläche des B-Schirmes sichtbaren Ziel M und der Projektion T₁ der Querrichtung T der Antenne auf die Horizontalebene, welchen Winkel man jedoch offensichtlich nicht kennt. Als einen guten Näherungswert für diesen Winkel kann man jedoch nach der Erfindung den

für die Korrekturspannung, die nach der Erfindung dem Ablenksystem des B-Schirmes zugeführt werden soll, wird hierbei zu

parallel zur Querachse des Schiffes, wenn das Schiff sich in seiner Horizontallage befindet.

In dem Fall, daß die Antenne auf einem Gestell angeordnet ist, das in dem Schiff um eine zu der Längsachse des Schiffes parallel drehbare Achse gelagert und derart stabilisiert ist, daß es nicht am Rollen des Schiffes, sondern nur an seinem Stampfen teilnimmt, wird offenbar die Querrichtung T der Antenne, d. h. die Richtung in der Drehebene der Antenne, die Winkel φ" in der Drehebene der Antenne zwischen der io parallel mit der Querebene des Schiffes ist, immer Antennenrichtung A₂, in der die Antenne Echos von horizontal sein, weshalb Θ_τ Null wird. Der Ausdruck(2) dem auf der Bildfläche des Bildschirmes sichtbaren
Ziel M empfängt, und der Querrichtung T der Antenne
verwenden. Der Wert dieses Winkels φ" kann im Prinzip von der Radaranlage festgestellt werden. Ein noch 15
besserer Näherungswert für den Winkel φ kann indessen in einer einfachen Weise von der Radaranlage
erhalten werden als der Winkel φ', durch den das
mittels der Einstellmittel ausgewählte, auf der Bildfläche des B-Schirmes sichtbare und das gewählte 20 vereinfacht. Da die Längsrichtung L der Antenne in Ziel M enthaltende Teilgebiet von der der Querrich- diesem Fall parallel zu der Längsachse des Schiffes ist, tung der Antenne entsprechenden Richtung verschoben kann auch in diesem Fall der Vertikalkreisel unmittelist. Ein von diesem Winkel abhängiger Wert kann bar im Schiff kardanisch aufgehängt sein, mit der einen offensichtlich unmittelbar von den die Lage des Teil- Kardanachse parallel zu der Längsachse des Schiffes gebietes bestimmenden Einstellmitteln entnommen 25 und der zweiten Kardanachse parallel zu der Querwerden, und da dieser Wert bei der Erfindung mit achse, wenn das Schiff sich in seiner Horizontallage Rücksicht auf die Krängungsbewegungen der Dreh- befindet, wobei nur der dem Winkel 0_S annähernd entebene der Antenne schon korrigiert ist, wird dieser sprechende Drehwinkel Θ/ der Kardanachse, die Wert ein sehr genaues Maß für den Winkel φ sein. parallel zu der Querachse des Schiffes ist, der Rechen-

Auch für die zwei Winkel 0_S und <9_r können genaue 30 maschine für die Berechnung des Ausdruckes (3) für Werte nicht ohne weiteres erhalten werden. Sehr gute die Größe der Korrekturspannung zugeführt werden

Δ = — <9_s ²sin(2<p) 4

Näherungswerte für diese zwei Winkel können jedoch mit Hilfe eines Vertikalkreisels erhalten werden, der derart kardanisch aufgehängt ist, daß er von den Krängungsbewegungen der Drehebene der Antenne 35 beeinflußt wird und die eine Kardanachse parallel zur Längsrichtung der Antenne und die andere Kardanachse parallel zur Querrichtung der Antenne ist, wenn die Drehebene der Antenne horizontal ist. Der Drehmuß.

In den obenstehenden Ausdrücken (2) und (3) für die Größe der Korrekturspannung, die nach der Erfindung dem Ablenksystem des B-Schirmes zugeführt werden soll, ist der Winkel φ in der Horizontalebene zwischen der wahren Richtung A₁ zu dem gewählten Ziel M und der Projektion T₁ der Querrichtung T der Antenne auf der Horizontalebene verwendet worden.

winkel 6V der Kardanachse, die parallel zu der Quer- 40 Statt dieses Winkels kann man natürlich ebensogut den richtung der Antenne ist, wird dabei dem Winkel 0_S Winkel ν in der Horizontalebene zwischen der wahren annähernd entsprechen. In entsprechender Weise wird Richtung A₁ zum Ziel M und der Projektion L₁ der der Drehwinkel Θ/ der zweiten, zu der Längsrichtung Längsrichtung L der Antenne auf die Horizontalebene der Antenne parallelen Kardanachse dem Winkel <9_r verwenden. Für die Größe der Korrektur Δ sind auch annähernd entsprechen. Der Drehwinkel der inneren 45 in diesem Fall die oben gegebenen Ausdrücke (2) Kardanachse wird dabei genau gleich dem entsprechenden Winkel <9_S bzw. &_r sein, während der Drehwinkel der äußeren Kardanachse, die in der Drehebene
der Antenne gelagert ist, annähernd gleich den entsprechenden Winkeln 0_S bzw. 0_r sein wird, wobei der 50
Näherungswert am besten wird, falls die äußere
Kardanachse parallel zu der Längsrichtung der Antenne ist, da der Winkel 0_S gewöhnlich kleiner als der
Winkel <9_r ist.

Wie schon erwähnt, werden in dem Falle, daß die 55 die Größe der erforderlichen Korrektur Δ geben offen-Drehebene der Antenne fest im Schiff und im wesent- bar einen Winkelfehler an. Da indessen der B-Schirm liehen parallel zu der Längsachse und der Querachse gewöhnlich derart eingerichtet ist, daß die Ablenkung des Schiffes ist, die Krängungsachse O der Drehebene des Elektronenstrahles in der X-Richtung, die eine der Antenne identisch mit der Krängungsachse des Veränderung der Richtung zum Ziel repräsentiert, Schiffes relativ zur Horizontalebene, der Winkel Θ 6o nicht nur eine bestimmte Veränderung des Richtungsidentisch mit dem Krängungswinkel des Schiffes winkeis zum Ziel, sondern statt dessen eine maßstäbrelativ zur Horizontalebene, die Richtung L identisch liehe seitliche Verschiebung des Zieles um eine bemit der Richtung der Längsachse des Schiffes und die stimmte Strecke angibt, ist in diesem Fall eine Ablenk-Richtung Γ identisch mit der Richtung der Querachse spannung proportional /· Δ, wo / der Abstand zum des Schiffes sein, weshalb in diesem Fall der Vertikal- 6g Ziel ist, dem B-Schirm zuzuführen. Der Abstand / zum

bzw. (3) gültig, jedoch mit entgegengesetztem Zeichen, da

ν «s 90° + φ und also

sin (2v) «# — sin (293) und

cos (2v) R* — cos (295).

Die oben gegebenen Ausdrücke (1), (2) und (3) für

kreisel direkt im Schiff kardanisch aufgehängt sein kann, mit der einen Kardanachse parallel zur Längsachse des Schiffes und der anderen Kardanachse

Ziel wird von der Radaranlage gemessen und kann der Rechenmaschine zugeführt werden, weshalb diese leicht die Größe / · Δ berechnen kann.

Für den Betrieb gemäß der oben beschriebenen Schiff festen und zu der Längsachse und der Quer-Näherungsmethode enthält die Anlage in Ausführung achse des Schiffes im wesentlichen parallelen Ebene der Erfindung einen Rechner, vorzugsweise einen gedreht wird. Die Antenne ist an eine Einrichtung 3 elektronischen Digitalrechner, dem mittels eines von zum Senden von Radarimpulsen und Empfang von den die Lage des Teilgebietes innerhalb des gesamten 5 Radarechos von den Gegenständen, die innerhalb des abgetasteten Gebietes bestimmenden Einstellmitteln von der Radarantenne 1 abgetasteten Gebietes liegen, beeinflußten Signalgebers ein Signal zugeführt wird, ■ angeschlossen. Die empfangenen Radarechos sind von welches von dem Winkel, um den das ausgewählte Teil- dem Sender-Empfänger-Gerät 3 teils an den Videoeingebiet von der zur Querebene des Schiffes parallelen gang 4 eines Bildschirmgerätes (PPI) 5 und teils an den Antennenrichtung verschoben ist, abhängt. Die An- io Videoeingang 6 eines B-Schirmes 7 angeschlossen. Die lage enthält insbesondere einen kardanisch aufgehäng- Abtastbewegung der Antenne wird, wie üblich, in ten Vertikalkreisel, mit dessen Kardanachsen Signal- einer geeigneten, in der Zeichnung nur schematisch geber verbunden sind zum Abgeben von Signalen an dargestellten Weise auf die eine Antriebswelle 8 eines den Rechner, die proportional sind der momentanen Ausgleichsgetriebes D1 übertragen, dessen Abtrieb-Winkelstellung der Kardanachsen relativ zu deren 15 welle 9 an den Läufer eines Winkelauflösers Rl ge-Winkelstellung bei Horizontlage des Schiffes. Aus kuppelt ist. Der Läufer des Winkelauflösers Rl wird diesen Signaldaten ist der Rechner die Größe des Aus- also in Übereinstimmung mit der Drehung der Andrucks tenne 1 gedreht. An die zweite Antriebswelle 10 des

Ausgleichsgetriebes Dl ist ein Servomotor 51 gekup-

I 20 pelt, der von dem Kurskreiselgerät 11 des Schiffes der-

-- [2 Θ/Θ/cos(293)+ (Θ/²-©/²)sin(295')j art gesteuert ist, daß die Welle 10 von dem Servo-

4 motor Sl in Übereinstimmung mit der Veränderung

des Winkels zwischen der Längsachse des Schiffes und

zu berechnen eingerichtet, in welchem Ausdruck 6V einer festen Kompaßrichtung, z. B. Nord, gedreht den Drehwinkel der Kardanachse, die parallel zu der 25 wird. Der gegenseitige Winkel zwischen dem Läufer Querachse des Schiffes ist, wenn das Schiff in der und dem Ständer des Winkelauflösers Rl wird also Horizontallage ist, bezeichnet, Θ/ den Drehwinkel der stetig der momentanen Richtung der Antenne 1 relativ Kardanachse, die zu der Längsachse des Schiffes zur festen Kompaßrichtung entsprechen. Der Läuferparallel ist, wenn das Schiff in der Horizontallage ist, wicklung des Winkelauflösers Rl ist eine Sägezahnbezeichnet und φ' den Winkel bezeichnet, durch den 30 ablenkspannung B zugeführt, deren Frequenz mit der das auf der Bildfläche des B-Schirmes dargestellte Teil- Impulsfrequenz des Radarsenders 3 übereinstimmt, gebiet mittels der die Lage des Teilgebietes bestimmen- Die beiden Ständerwicklungen des WinkelauflösersRl den Einstellmittel von der mit der Querebene des sind an den X-Eingang bzw. 7-Eingang 12 des Ablenk-Schiffes parallelen Antennenrichtung verschoben ist. systems des Bildschirmgerätes (PPI) 5 angeschlossen. Eine dieser von der Rechenmaschine berechneten 35 Hierdurch wird auf der Bildfläche des Bildschirm-Größe proportionale Spannung ist an dem Ablenk- geräts eine radiale Spur 13 erzeugt, die sich synchron system des B-Schirmes derart angeschlossen, daß sie mit der Antenne 1 dreht und mit einer festen Bezugsdie Ablenkung des Elektronenstrahles in der Richtung richtung 14 auf der Bildfläche des Bildschirmgeräts über der Bildfläche des B-Schirmes beeinflußt, die den einen Winkel γ einschließt, der mit dem Winkel zwi-Seitenwinkel innerhalb des auf der Bildfläche des 40 sehen der momentanen Antennenrichtung und der B-Schirmes dargestellten Teilgebietes repräsentiert. festen Kompaßrichtung übereinstimmt. Auf dieser

Bei einer Zielsuchradaranlage mit einer Zielfolgeaus- Spur treten die Echos von den Gegenständen, die in rüstung der beschriebenen Art, in der die Radar- der der Spurrichtung entsprechenden Antennenrichantenne auf einem Gestell angeordnet ist, das in dem tung liegen, als Leuchtpunkte auf.
Schiff drehbar um eine zu der Längsachse des Schiffes 45 Zwecks Auswahl eines kleinen Teilgebietes innerparallele Achse gelagert und derart stabilisiert ist, daß halb des gesamten von der Antenne abgetasteten und es nicht am Rollen des Schiffes, sondern nur an seinem auf der Bildfläche des Bildschirmgeräts 5 dargestellten Stampfen teilnimmt, wird die Vorrichtung nach der Gebietes sind die Ausgangsspannungen der beiden Erfindung derart abgeändert, daß die Rechenmaschine Ständerwicklungen des Winkelauflösers Rl auch an zum Berechnen der Größe 50 die beiden Ständerwicklungen eines weiteren Winkelauflösers Rl angeschlossen, dessen Läufer an eine

\ mittels einer Kurbel 15 drehbare Welle 16 gekuppeltist.

~6*s'² sin (2 99') Die von den Läuferwicklungen des Winkelauf-

lösers Rl erzeugten Spannungen sind durch Summie-

55 rungsglieder 17 bzw. 18 an den X-Eingang bzw. den

eingerichtet ist und eine dieser Größe proportionale F-Eingang 19 des Ablenksystems des B-Schirmes 7 an-

Spannung an das Ablenksystem des B-Schirmes ange- geschlossen. Die von der einen Läuferwicklung des

schlossen ist, wobei also der Drehwinkel der zu der Winkelauflösers Rl an den Z-Eingang 19 des B-Schir-

Längsachse des Schiffes parallelen Kardanachse der mes 7 angeschlossene Spannung ist proportional

Rechenmaschine zum Berechnen der Korrekturgröße 60 B · sin (γ — δ), worin B der Momentanwert der Ab-

nicht zugeführt werden muß. lenkspannung B ist, γ den Winkel zwischen der momen-

Eine mögliche Gestaltung einer Vorrichtung nach tanen Antennenrichtung und der festen Kompaßrich-

der Erfindung wird im folgenden an Hand F i g. 2 der tung und δ den Drehwinkel der Welle 16 von einer

Zeichnung näher beschrieben. vorbestimmten Ausgangslage bezeichnen. Die von der

Die in F i g. 2 dargestellte Radaranlage enthält wie 65 zweiten Läuferwicklung des Winkelauflösers Rl an

üblich eine Radarantenne 1, die auf einem Gestell 2 an- den F-Eingang 19 des Ablenksystems des B-Schirmes

geordnet ist, das um eine in dem Schiff feste Achse der- angeschlossene Spannung ist proportional B · cos (γ —<5).

art gedreht wird, daß die Antenne 1 in einer relativ zum Die auf der Bildfläche des Bildschirmgeräts (PPI)

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sichtbare Spur 13, die mit der der festen Kompaßrich- Ablenksystem des B-Schirmes angeschlossene Spantung entsprechenden Bezugsrichtung 14 auf der Bild- nung (proportional zu /) müssen jedoch Gleichspanfläche des Bildschirmgeräts den Winkel δ einschließt, nungen sein, weshalb Gleichrichter 33, 34 und 35 wird also auf der Bildfläche des B-Schirmes 7 mit der an die Ausgänge des Winkelauflösers R3 bzw. an F-Achse der Bildfläche zusammenfallen. Das Ablenk- 5 den einen Eingang des Summierungsgliedes 17 ansystem des B-Schirmes weist eine solche Verstärkung geschlossen sind.

und solche Vorspannung auf, daß nur solche Spuren, - Der Bedienungsmann kann also auf der Grundlage die nahe an der Richtung r5 und beiderseits dieser des auf der Bildfläche des Bildschirmgeräts (PPI) 5 Richtung liegen, auf der Bildfläche des B-Schirmes 7 dargestellten Bildes und mit Hilfe des mit den beiden dargestellt werden. Die Richtung zu dem auf der Bild- io Kurbeln 15 und 20 einstellbaren Symbols 22 das auf fläche des B-Schirmes 7 dargestellten Teilgebiet kann der Bildfläche des B-Schirmes 7 dargestellte Teilgebiet also durch Drehen der Welle 16 mittels der Kurbel 15 innerhalb des gesamten abgetasteten Gebietes-derart bestimmt werden. Das Ablenksystem des B-Schirmes 7 verschieben, daß das Teilgebiet ein bestimmtes Ziel M weist weiter eine solche Verstärkung für das Ablenken enthält, dem zu folgen ist. Dieses Ziel M wird dabei in die Γ-Richtung.auf, daß nur ein kleiner Teil der auf 15 auch auf der Bildfläche des B-Schirmes 7 auftreten der Bildfläche des Bildschirmgeräts (PPI) 5 dargestell- und der Bedienungsmann kann nun nach Maßgabe ten gesamten Spur 13 auf der Bildfläche des B-Schirmes des Bildes auf der Bildfläche des B-Schirmes und mit dargestellt wird. Der Abstand zu dem Teil der Spur, Hilfe der Kurbeln 15 und 20 die Lage des Teilgebietes der auf der Bildfläche des B-Schirmes dargestellt wird, derart feineinstellen, daß das Echo von dem aus- und damit der Abstand zu dem gewählten, auf der 20 gewählten Ziel 5 in der Mitte der Bildfläche des Bildfläche des B-Schirmes dargestellten Teilgebiet B-Schirmes 7 zu liegen kommt, und er kann danach kann mit Hilfe eines Potentiometers Pl bestimmt das Teilgebiet dem Ziel M folgen lassen, so daß dies werden, das mittels einer an eine Kurbel 20 gekuppel- stets in der Mitte der Bildfläche des B-Schirmes 7 geten Welle 21 einstellbar ist. Die von dem Potentio- halten wird, wodurch offenbar der Drehwinkel der meter Pl entnommene, der Drehung der Welle 21 25 Welle 16 von einer vorbestimmten Ausgangslage aus proportionale Spannung / ist durch das Summierungs- dem mittels der Radaranlage gemessenen Winkel glied 17 an den Γ-Eingang 19 des Ablenksystems des zwischen der Richtung zu dem ausgewählten Ziel M B-Schirmes 7 angeschlossen und dient also als eine und der festen, Kompaßrichtung entsprechen wird, Vorspannung für die F-Ablenkung und bestimmt da- während der Drehwinkel der Welle 21 von einer vordurch den Abstand zu dem auf der Bildfläche des 30 bestimmten Ausgangslage aus den mittels der Radar-B-Schirmes dargestellten Teilgebiet. anlage gemessenen Abstand zu dem gewählten Ziel M Die Lage des auf der Bildfläche des 5-Schirmes 7 angeben wird. Diese Werte können von der Anlage sichtbaren Teilgebietes wird auf der Bildfläche des mittels an die Wellen 16 und 21 gekuppelter, in der Bildschirmgerätes (ΡΡΓ) 5 mit Hufe eines Symbols 22, Zeichnung nicht näher dargestellter Geber entnommen beispielsweise in der Form eines Kreises, markiert, der 35 werden und als Eingangsdaten in z. B. einem Richtmittels Ablenkspannungen von einem Symbolsignal- wertberechner für eine Waffe, mit der das gewählte generator 23 erzeugt wird, die an das Ablenksystem Ziel unter Feuer genommen werden soll, verwendet des Bildschirmgerätes durch besondere Symbolein- werden. Gewöhnlich hat die Mannschaft außer den gänge 24 angeschlossen sind. Das Ablenksystem ist Kurbeln 15 und 20 auch andere Betätigungsmittel dabei derart eingerichtet, daß das von diesen Ablenk- 40 zur Verfügung zum Feineinstellen des Teilgebietes spannungen erzeugte Symbol 22 in der Mitte der und zum Verfolgen des Zieles.
Bildfläche des Bildschirmgerätes (PPI) 5 liegt, wenn Da indessen die Drehebene der Antenne 1 fest ausschließlich die Ablenkspannungen von dem Sym- gegenüber dem Schiff ist und also an den Krängungsbolsignalgenerator an die Symboleingänge 24 ange- bewegungen des Schiffes teilnimmt, wird, wie oben schlossen sind. Zwecks Verschiebung des Symbols 22 45 schon beschrieben worden ist, die Antennenrichtung, über die Bildfläche des Bildschirmgeräts (PPI) in in der die Antenne 1 Echos von einem Ziel empfängt, Übereinstimmung mit der. Verschiebung des auf der mit den Krängungsbewegungen des Schiffes variieren, Bildfläche des B-Schirmes 7 dargestellten Teilgebietes weshalb sowohl das auf der Bildfläche des Bildschirmsind an die Symboleingänge 24 zusätzlich die Span- gerätes (PPI) 5 dargestellte Bild des gesamten abnungen von den beiden Läuferwicklungen eines Winkel- 50 getasteten Gebietes als auch das auf der Bildfläche auflösers R3 angeschlossen, dessen Läufer an die des B-Schirmes 7 dargestellte Bild des Teilgebietes Welle 16 gekuppelt ist und dessen Ständerwicklung mit dem darin liegenden ausgewählten Ziel sich seitmit der Spannung von dem Potentiometer Pl gespeist lieh im Takt der Krängungsbewegungen des Schiffes ist. Die von den beiden Läuferwicklungen des Winkel- hin und her bewegen. Wenn der Bedienungsmann auflösers R 3 an die Symboleingänge24 angeschlossenen 55 mittels der Kurbeln 15 und 20 das auf der Bildfläche Spannungen sind also proportional / sin δ bzw. / cos δ, des B-Schirmes 7 sichtbare Echo von dem ausgewählten weshalb das Symbol 22 auf der Bildfläche des Bild- Ziel M in der Mitte der Bildfläche zu halten versucht, schirmgeräts 5 mit dem Winkel δ von der Bezugs- muß er also mittels der Kurbel 15 den Drehwinkel richtung 14 und mit dem Abstand / von der Mitte der Welle 16 in Abhängigkeit von den Krängungsder Bildfläche versetzt zu liegen kommt und dadurch 60 bewegungen des Schiffes verändern, wenn auch die die Richtung und den Abstand zu dem auf der Bild- wahre Richtung zu dem gewählten Ziel M sich nicht fläche des B-Schirmes 7 sichtbaren Teilgebiet markiert. ändert. Der von der Welle 16 entnommene Wert für Da der Winkelauflöser R3 nur mit Wechselspannungen die Richtung zum Ziel wird deshalb einen in Abarbeiten kann, muß das Potentiometer Pl mit einer hängigkeit von den Krängungsbewegungen des Wechselspannung gespeist sein, so daß er ein Wechsel- 63 Schiffes variierenden Fehler enthalten. Weiter wird Spannungssignal abgibt. Die an das Ablenksystem es wegen der Seitenbewegung des Zieles auf der BiIddes Bildschirmgeräts 5 angeschlossenen Spannungen fläche des B-Schirmes 7 schwieriger für den Bedie-(proportional zu / sin δ und / cos δ) sowie die an das nungsmann, dem gewählten Ziel zu folgen.

Zur seitlichen Stabilisierung des auf der Bildfläche des B-Schirmes 7 dargestellten Bildes des ausgewählten Zieles, so daß es unabhängig von den Krängungsbewegungen des Schiffes stillsteht und so daß damit der Drehwinkel der Welle 16 der wahren Richtung zu dem gewählten Ziel M entspricht, ist die Anlage gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung mit einem Signalgeber Gl versehen, der an die Abtriebswelle 25 des Ausgleichsgetriebes Dl gekuppelt ist. Die eine Antriebswelle 26 des Ausgleichsgetriebes ist an die Welle 16 gekuppelt und wird also um einen Winkel entsprechend dem Winkel, um den das gewählte, auf der Bildfläche des B-Schirmes 7 dargestellte Teilgebiet von der festen Kompaßrichtung verschoben ist, gedreht. Die andere Antriebswelle 27 des Ausgleichsgetriebes Dl ist an einen Servomotor Sl gekuppelt, der von dem Kurskreiselgerät 11 des Schiffes derart gesteuert ist, daß er die Welle 27 um einen Winkel entsprechend dem Winkel zwischen der festen Kompaßrichtung und der Querachse des Schiffes dreht. Die Abtriebswelle 25 des Ausgleichsgetriebes Dl erhält also einen Drehwinkel, der dem Winkel entspricht, um den das auf der Bildfläche des B-Schirmes 7 dargestellte Teilgebiet von der der Querachse des Schiffes entsprechenden Richtung verschoben ist, und der Signalgeber Gl wird ein diesen Winkel φ' repräsentierendes Signal abgeben, das an eine Rechenmaschine 28, entweder eine digitale oder analoge Rechenmaschine, gegeben wird.

In Ausführung der Erfindung enthält die Anlage weiter einen Vertikalkreisel 29, dessen Rotorträger 30 mittels des Kardanringes 31 kardanisch aufgehängt ist. Der Kardanring 31 ist mit seiner Drehachse parallel zu der Längsachse des Schiffes im Schiff gelagert, während der Rotorträger 30 in dem Kardanring 31 derart gelagert ist, daß seine Drehachse parallel zu der Querachse des Schiffes ist, wenn das Schiff sich in seiner Horizontallage befindet. An die äußere Kardanachse 31 ist ein Signalgeber Gl gekuppelt, der an die Rechenmaschine 28 ein Signal abgibt, das den Drehwinkel Θ/ der Kardanachse von der Winkellage aus, die die Kardanachse einnimmt, wenn das Schiff sich in seiner Horizontallage befindet, repräsentiert. Dieser Drehwinkel wird annähernd dem Winkel zwischen der Querachse des Schiffes und der Horizontalebene entsprechen. An die innere Kardanachse ist in ähnlicher Weise ein Signalgeber G 3 gekuppelt, der an die Rechenmaschine 28 ein Signal abgibt, das den Drehwinkel Θ/ dieser Kardanachse von der Winkellage aus, die die Kardanachse einnimmt, wenn das Schiff sich in seiner Horizontallage befindet, repräsentiert. Der Drehwmkel dieser Kardanachse wird genau dem Winkel zwischen der Längsachse des Schiffes und der Horizontalebene entsprechen.

Die Rechenmaschine 28 kann eine elektronische Zifferrechenmaschine sein, wobei vorzugsweise die Signalgeber Gl, Gl und G3 digitale Signalgeber sind und an die Rechenmaschine 28 die Werte für die Winkel ψ', Θ/ und Θ_ε' in digitaler Form übertragen. Weiter ist in üblicher, in der Zeichnung nicht näher ßo dargestellter Weise ein Signal von der Radaranlage, das den Abstand / zu dem gewählten Ziel M repräsentiert, der Rechenmaschine zugeführt, z. B. von dem Potentiometer Pl oder von einem an die Welle 21 gekuppelten Signalgeber.

Nach der hier beschriebenen Ausführungsform der Erfindung ist die Rechenmaschine 28 so eingerichtet, daß sie die Größe / · A' aus den zugeführten Eingangsdaten berechnet, wobei

Δ' =

— 2 Θ/ Θ/ cos (2 φ') + (<9₅ ² - <9/²) sin (2 ψ)
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und / der Abstand zum Ziel M ist. Der Wert dieser Größe wird in digitaler Form an einen Digital-Analogumwerter 32 übertragen, der eine der berechneten Größe proportionale Spannung erzeugt. Diese Spannung wird durch das Summierungsglied 18 dem X-Eingang 19 des Ablenksystems des B-Schirmes 7 zugeführt und wird also die Ablenkung des Elektronenstrahles in die Z-Richtung auf der Bildfläche des B-Schirmes beeinflussen, welche Richtung den Seitenabstand innerhalb des auf der Bildfläche des B-Schirmes dargestellten Teilgebietes repräsentiert. Wie es aus dem Früheren hervorgeht, bewirkt diese zusätzliche Einwirkung auf die Seitenablenkung des Elektronenstrahles des B-Schirmes, daß das auf der Bildfläche des B-Schirmes dargestellte Echo vom gewählten Ziel M stabilisiert wird und sich nicht seitlich auf der Bildfläche in Abhängigkeit von den Krängungsbewegungen des Schiffes bewegt. Hierdurch wird teils die Aufgabe des Bedienungsmanns erleichtert, und vor allem wird der Drehwinkel der Welle 16 der wahren Richtung zu dem gewählten, auf der Bildfläche des B-Schirmes sichtbaren Ziel M entsprechen.

Die oben beschriebene und in F i g. 2 dargestellte Ausführungsform der Erfindung kann auch dann verwendet werden, wenn die Drehebene der Antenne 1 nicht völlig fest im Schiff ist, sondern nur teilweise an den Krängungsbewegungen des Schiffes teilnimmt. Die einzige Abänderung der Vorrichtung, die dabei vorgenommen werden muß, besteht darin, daß der Vertikalkreisel auf dem nur zum Teil an den Krängungsbewegungen des Schiffes teilnehmenden Antennengestellt derart angeordnet werden muß, daß die beiden Kardanachsen, wenn die Drehebene der Antenne horizontal ist, parallel zu den Richtungen in der Drehebene der Antenne sind, die paralle zu der Längsebene bzw. der Querebene des Schiffes sind.

In dem besonderen Falle, daß das Antennengestell 2 um eine zu der Längsachse des Schiffes parallele Achse drehbar im Schiff gelagert und derart stabilisiert ist, daß das Antennengestell nicht am Rollen des Schiffes, sondern nur an seinem Stampfen teilnimmt, kann jedoch der Vertikalkreisel nach wie vor unmittelbar im Schiffe in der in Verbindung mit F i g. 2 beschriebenen Weise angeordnet sein, wobei indessen der Signalgeber Gl wegfallen kann und nur der Wert für den Drehwinkel Θ/ der inneren Kardanachse 30 vom Singalgeber G 3 der Rechenmaschine 28 zugeführt werden muß. Die Rechenmaschine ist hierbei so eingerichtet, daß sie den Wert der Größe / · Δ', wo

A' = — 6>_s'^asin(2<_?')
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ist, berechnet und an den Digitalanalogumwerter 32 überträgt.

Die oben beschriebene und in F i g. 2 dargestellte Anlage ist nur als eine mögliche Ausführungsform zu betrachten. Eine Vorrichtung nach der Erfindung kann natürlich anders und mittels anderer Elemente zur Ausführung gebracht werden. Der Signalgeber Gl kann z. B. unmittelbar an die die Richtung zu dem

auf der Bildfläche des B-Schirmes sichtbaren Teilgebiet bestimmende Welle 16 gekuppelt werden, so daß er an die Rechenmaschine 28 ein Signal abgibt, das den Winkel repräsentiert, um den das Teilgebiet von der festen Kompaßrichtung verschoben ist. Dabei kann von dem Kurskreiselgerät 11 des Schiffes unmittelbar an die Rechenmaschine 28 eine Angabe des Winkels zwischen der Querachse des Schiffes und der festen Kompaßrichtung übertragen werden, wobei die Rechenmaschine 28 derart eingerichtet ist, daß sie von diesen Daten aus den Wert des Winkels φ' berechnet, um den das auf der Bildfläche des B-Schirmes sichtbare Teilgebiet von der Querachse des Schiffes verschoben ist, ehe sie die Größe A' berechnet. Weiter ist es nicht erforderlich, daß die Rechenmaschine das Produkt I ■ A' berechnet, sondern sie braucht nur die Größe A' zu berechnen, wonach eine dieser Größe proportionale Spannung ein an die Welle 21 gekuppeltes Potentiometer speist, dessen Ausgangsspannung also proportional I · A' wird und an den B-Schirm angeschlossen werden kann. Der in der Vorrichtung nach der Erfindung benutzte Vertikalkreisel besteht vorzugsweise aus dem im Schiff gewöhnlich schon befindlichen Kreiselgerät, von dem die Werte für die Winkel Θ/ und 6>/ gewöhnlieh schon an den Richtwerteberechner des Schiffes übertragen werden, indem sie beim Berechnen der für das Richten der Waffen des Schiffes erforderlichen Daten verwendet werden. Die Erfindung fordert also eine sehr geringe Anzahl zusätzlicher Mittel über diejenigen hinaus, die auf einem Schiff mit einer Zielsuchradaranlage dieser Art gewöhnlich schon vorhanden sind.

Claims

Patentansprüche:

1. Radaranlage auf Schiffen mit einer Antenne, die in einer an den Schlingerbewegungen des Schiffes teilnehmenden, bei Horizontlage des Schiffes ebenfalls horizontalen Drehebene periodisch einen großen Winkelsektor abtastet; ferner mit einer Einrichtung zur Auswahl eines innerhalb des Abtastgebietes liegenden Teilgebietes und zur Darstellung dieses Teilgebietes und der in ihm befindlichen Ziele auf einem B-Schirm; sowie mit einer Einrichtung zum Beseitigen des infolge einer momentanen Krängung des schlingernden Schiffes und der Antennendrehebene entstehenden Richtungsfehlers Δ zwischen der auf die Horizontebene bezogenen wahren Richtung zu einem Ziel und der auf die gekrängte Antennendrehebene bezogenen Einfallsrichtung des Zielechos, dadurch gekennzeichnet, daß der X-Ablenkspannung des B-Schirmgerätes, welche den Azimutwinkel der momentanen Abtastrichtung gegenüber der mittleren Azimutrichtung des ausgewählten Teilgebietes repräsentiert, eine kompensierende Spannung hinzugefügt wird, welche dem Richtungsfehler Δ proportional ist.

2. Radaranlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Rechner (28), der die der X-Ablenkspannung des B-Schirmgerätes hinzuzufügende Spannung nach der Näherungsgleichung

berechnet, in der 6>/ und Θ/ die mit den Winkelabgriffen (G₃, G₂) eines gegenüber der Antennendrehebene kardanisch gelagerten Vertikalkreisels gemessenen Näherungswerte der momentanen Winkelstellungen (9_S bzw. Θ_τ sind, die die parallel zur Längsschiffsebene verlaufende sogenannte Längsrichtung (L) der Antennendrehebene bzw. die parallel zur Querschiffsebene verlaufende sogenannte Querrichtung (T) der Antennendrehebene momentan gegenüber der Horizontebene einnehmen; und in der φ' ein der Stellung des die mittlere Azimutrichtung des ausgewählten Teilgebietes bestimmenden Einstellmittels (R2) proportionaler Näherungswert für den in der Horizontebene liegenden Winkel φ zwischen der wahren Richtung (A₁) zum Ziel (M) und der Projektion (T₁) der Querrichtung (T) der Antennendrehebene ist.

3. Radaranlage nach Anspruch 1, und teilweise Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des Näherungswertes φ' der Näherungswert φ" verwendet wird, der in der Antennendrehebene als Winkel zwischen der sogenannten Querrichtung (T) und der auf die Antennendrehebene bezogenen Einfallsrichtung des Zielechos des in der Mitte des B-Schirmes gehaltenen Zieles (M) meßbar ist,

4. Radaranlage nach Anspruch 1 und 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Antenne (1) auf einem Gestell angeordnet ist, das um eine zur Längsachse des Schiffes parallele Achse drehbar gelagert und derart stabilisiert ist, daß die sogenannte Querrichtung (T) der Antennendrehebene horizontal verbleibt, und daß mit Rücksicht auf das hierdurch erzielte Ergebnis Θ_τ = 0 die der Jf-Ablenkspannung des B-Schirmgerätes zugefügte Spannung proportional dem Näherungsausdruck

Δ' = — <9_s'²-sin(2<»') 4

ist, wobei zur Erzielung einer optimalen Näherung für &s der Vertikalkreisel so angeordnet ist, daß seine innere Kardanachse parallel zur Querschiffsrichtung verläuft.

5. Radaranlage nach Anspruch 2 oder 4 mit einem B-Schirmgerät, bei dem die Z-Koordinate des Gerätes die metrische Seitenabweichung vom Mittelpunkt des ausgewählten Teilgebietes angibt, dadurch gekennzeichnet, daß die der X-Ablenkspannung des B-Schirmgerätes zugefügte Spannung zusätzlich auch proportional einem der mittleren Entfernung des ausgewählten Teilgebietes entsprechenden, der Stellung des diesbezüglichen Einstellmittels (z.B.Rl) proportionalen Signal ist.

6. Radaranlage, bei der das Ablenkraster für die PPI-Anzeige nach Maßgabe eines Kurskreiselgerätes (11) azimutstabilisiert ist und das die mittlere Azimutrichtung des ausgewählten Teilgebietes bestimmende Einstellmittel (R 2) mit dem Signalgeber (J? 1) für die bereits azimutstabilen Ablenksignale verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Durchführung der Maßnahmen gemäß Anspruch 1 und einem der An-

Sprüche 2 bzw. 4 und bei Bildung des Näherungswertes ψ' mittels eines entsprechend der Stellung des Einstellmittels (R2) eingestellten Signalgebers (Gl) eine Kompensation des in dem Näherungswert φ' enthaltenen Azimutstabilisierungssignals durch unmittelbare Eingabe eines vom Kurskreiselgerät (11) gelieferten Gegensignals in den

Rechner (28) oder durch Einfügung eines Ausgleichsgetriebes (D 2) zwischen der Einstellwelle (16) des Einstellmittels (i?2) und den Signalgeber (Gl) erfolgt, wobei die zweite Eingangswelle (27) des Ausgleichsgetriebes (D 2) ebenfalls nach Maßgabe des Kurskreiselgerätes (11), jedoch in kompensierendem Sinne gedreht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen