DE1268863C2 - Auswertungsanordnung fuer ein Doppler-Radar-Navigationssystem - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES PATENTAMT Int. Cl.:

GOlc

PATENTSCHRIFT

GOls

Deutsche Kl.: 42 c - 39/10

Nummer: 1268 863

Aktenzeichen: P 12 68 863.0-52 Anmeldetag: 20. Mai 1961 Auslegetag: 22. Mai 1968 Autgabetag: 2. Jinuar 1969 Patenuchrift stiiftmt mit der Auslegeschrift Uberefai

Die Erfindung bezieht sich auf ein Doppler-Radar-System, bei dem die digitale Natur zur Lagebestimmung ausgewertet wird.

Bei Poppler-Radar-Systcmen hat man verschiedene Konfigurationen von Radar-Abtaststrahlen mit Erfolg angewendet Es sind zumeist zwei, drei oder vier nicht bewegliche Strahlen, die gleichzeitig oder nacheinander ausgesendet werden. Bei den Systemen mit drei oder vier Strahlen — Janussystem genannt — wird die bei einem Radarstrahl festgestellte Dopplerfrequenz mit der des um 180° gegenüber dem ersten versetzten Strahles verglichen. Diese Technik erfordert keine besonderen StabilisierungsmaBnahmen für die Antennensysteme, und es können bei sogenannten kohärenten Janussystemen sowohl Vertikal- als auch Horizontalgeschwindigkeit festgestellt werden. Die Perioden der jeweiligen Dopplerfrequenz brauchen nur gezählt zu werden, um die zurückgelegte Entfernung zu bestimmen, ohne daß die Dopplerverschiebung jemals als Frequenz ausgewertet oder in eine *o Drehung einer Welle umgewandelt zu werden braucht. Jedoch benötigt man bei den jetzt Üblichen Doppier-Radar-Systemen zur Feststellung der Geschwindigkeit, des Abtnftwinkels und der zurückgelegten Entfernung eine umfangreiche Apparatur zur FrequenznachfUh- «5 rung und verschiedene Computer. Im allgemeinen aber wird bei bekannten Systemen zur Gewinnung der Informationen die digitale Natur der Dopplerfrequenz nicht ausgenutzt.

Es ist jedoch bereits ein Doppier-Radar-System vorgeschlagen worden, bei dem die digitale Natur der Dopplerfrequenz ausgenutzt wird (deutsches Patent 1110 448). Bei den meisten zur Zeit in Betrieb befindlichen Doppier-Navigationsanlagen wird die in der Ausgangsspannung der Empfangsanlage enthaltene Dopplerinformation in einer Analogfrequenznachbildungseinrichtung weiterverarbeitet, deren Ausgangsspannung den Geschwindigkeitsvektor in bezug auf den Steuerkurs darstellt. Dieser wird dann auf das Bezugssystem übertragen und integriert, um die beiden Komponenten der im Bezugssystem zurückgelegten Entfernung zu ermitteln. Das kann entweder analog oder digital erfolgen. Bei dem obenerwähnten Vorschlag wird eine Fnquenznachführungseinrichtung verwendet, um den Abtriftwinkel und die Geschwindigkehsinformation zu ermitteln. Dazu wird die Zwischenfrequenzspannung synthetisch als Ausgangsspannung der Frequenznachführungseinrichtung erzeugt und in digitale Signale umgewandelt.

Wenn es jedoch nicht erforderlich ist, die Fluggeschwindigkeit und den Abtriftwinkel zu ermitteln, sondern nur die auf dem zu fliegenden Kurs zurück- Auswertungsanordnung für ein Doppier-Radar-Navigationssystem

Patentiert für:

International Standard Electric Corporation, NewYork,N.Y.(V.St.A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt, 7000 Stuttgart 1, Rotebühlstr. 70

Als Erfinder benannt:

Malcolm Cuthbert Vosburgh, Montclair, N.J.; Shyam Mohan Khanna, New Jersey, N. J. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 20. Mai 1960 (30 575)

gelegte Entfernung, to ist es nicht notwendig, eine Frequenznachführungseinrichtung vorzusehen. Unter diesen vereinfachten Umständen ist es dann auch möglich, an Bord der Flugzeuge den Gerfiteumfang für die übliche Auswertung der Dopplersignale zu verkleinern. Eine dafür geeignete Ausweitungsanordnung für ein Doppier-Radar-Navigationssystem unter Eissatz von elektromechanischen Mitteln (Resolvern) ist Gegenstand der Erfindung.

Die Erfindung bezieht sich also auf eine Auswertungsanordnung für ein Doppier-Radar-Navigationssystem für Flugzeuge, bei dem aus der Dopplerverschiebung der von der Erdoberfläche reflektierten Wellen Navigationsdaten ermittelt werden, unter Verwendung eines geneigten, gleichförmig um die vertikale Achse rotierenden Antennensystems, derart, daß die auf der Erdoberfläche abgetastete Zone kreisringförmig ist, sowie unter Differenzbildung zwischen den die Dopplerfrequenz enthaltenden zwicchenfrequenteo,> in Impulse umgewandelten Signalen und einer impulsförmigen Bezugsfrequenz, die gleich der mittleren nominellen Zwischenfrequenz ist, und unter binärer Zählung der so gewonnenen Dopplerperioden zur Ermittlung der Entfernung vom Startort oder zum Ziel sowie der Ablage vom Kurs und unter Eingabe der Werte in einen Flugweg- und Ablagezähler.

Unter den vorgenannten vereinfachten Umständen enthält diese Auswertungsanordnung erfindungsgemäß drei Resolver4, 6 und 7 (Fig. 1), deren Rotor-

achsen 3 bzw. 6a bzw. 8 mit der Antennendrehachse zeigt. Eine Sende-Empfangseinricbtungl ist mit bzw. mit dem Kompaß bzw. mit dem Kurswähler ge- einer Antenne 2 gekoppelt. Die Achse des Radarkuppelt sind; der Primärwicklung des mit der Anten- Strahles ist um einen gewissen Winkel gegenüber der nendrehachse gekuppelten Rosolvers 4 wird eine vertikalen Drehachse 3 des Antennensystems versetzt Bezugswechselspannung eines Qenerators 5 zugeführt, S Ein Resolver 4 ist mechanisch mit der Drehachse 3 und es ist die Sekundärwicklung dieses Resolver» 4 gekuppelt, so daß sein Rotor mit der Antenne synchron mit der Primärwicklung des mit dem Kompaß gekup- rotiert. An die Primärwicklung des Resolvers 4 ist ein pclten Resolvers 6 und dessen Sekundärwicklung OeneratorS angeschlossen, um eine sinusförmige wiederum mit der Primärwicklung des mit dem Kurs- Bezugsspannung von beispielsweise 400 Hz zu erzeuwähkr gekuppelten Resolvers 7 verbunden; schließ- io gen. Die Senkundärwicklung des Resolvers 4 ist mit lieh werden unter dem Einfluß der Ausgangsspannun- der Primärwicklung eines weiteren Resolvers 6 vergen des mit dem Kurswähler gekuppelten ResoIvers 7, bunden. Der Rotor des Resolvent 6 ist mechanisch mit die mit der Frequenz der Antennenrotation amplituden- dem drehbaren Teil eines magnetischen Kompasses modulierte Spannungen der Bezugswechselspannung 5 (nicht gezeichnet) mittels einer Welle 6 a gekuppelt, sind und hinsichtlich der Modulationsphase (Kosinus 15 Die Welle 6a dreht in die Nordrichtung. Die Sekundärbzw. Sinus) den Kurs bzw. die Ablage vom Kurs dar- wicklung des Resolvers 6 ist mit der Primärwicklung stellen, und unter dem Einfluß der Bezugswechsel- eines Resolvers 7 verbunden, und der Rotor des spannung selbst entsprechend der augenblicklichen Resolvers 7 kann in jede beliebige Richtung gedreht Richtung des Radarstrahles in der Kurslinie oder werden, die dem zu fliegenden Kurs entspricht. Dieser querab zu dieser (Ablagerichtung) die Mhlwerte der 30 Resolver kann vom Piloten mittels der Welle 8 ein-Doppterperioden auf den Flugwegzähler 12 bzw. auf gestellt werden, und die Bezugsrichtungen Nord und den Ablagezahler 13 geschaltet Ost können von den Nord- und Ostkoordinaten auf

Die Erfindung wird an Hand von Figuren näher er- fiktive Nord-Ost-Koordinaten verstellt werden. Die

läutert ersteren kann man Kurskoordinaten, die letzteren

F i g. 1 ist ein Diagramm zur Erläuterung der as Ablagekoordinaten nennen. Die Kursrichtung, die am

Geometrie und der Arbeitsweise des Systems, und Resolver 7 eingestellt wird, bezeichnet den zu ftiegen-

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm des Systems; den Kurs. Der weiter unten beschriebene Flugweg-

Fig. 3 stellt ein Blockdiagramm des Apparate- zähler zeigt je nach gewählter Arbeitsweise die Entteiles der F i g. 2 dar, in dem die digitalen Daten fernung vom Startort oder vom Bestimmungsort an. verarbeitet werden, und in 30 Der Ablagezähler zeigt die Ablage rechts oder links

F i g. 4 sind verschiedene Spannungskurven ge- vom gewählten Kurs in Meilen an.

zeichnet, durch die die Technik der Datenverarbeitung In F i g. 1 ist die Geometrie des Problems erläutert,

verständlich gemacht werden kann. Die Nord-Ost-Koordinaten (magnetisch Nord bzw.

Wenn ein Flugzeug, das sich mit bestimmter Ge- Ost), die durch die Kompaßeinstellung beim Resolver6 schwindigkeit fortbewegt, einen Radarstrahl gegen die 35 festgelegt werden, sind in F i g. 1 gestrichelt gezeich-Erdoberfläche aussendet, so hat die empfangene, net. Der Kurs verläuft vom Punkt <4 nach PunktA reflektierte Welle eine um einen Betrag /4 verschiedene Der Pilot dreht nun die Welle 8, die mit dem Rotor Frequenz. Der Betrag /4 wird die Dopplerverschie- des Resolvers 7 gekuppelt ist, um den Winkel«, wobung genannt Die Zählung der Dopplerperioden ist durch die Bezugsrichtungen, das sind die Nord-Ostein direktes Maß für den geflogenen Weg in Richtung 40 Koordinaten, in die betreffende Stellung der fiktiven des empfangenen Signals, wenn die Zählung in einem Nord-Ost-Koordinaten gedreht werden, die ausgezofestgefegten Bezugskoordinatensystem erfolgt. Zum gen gezeichnet sind. Die Ausgangsspannung des Zweck der Doppternavigation sind für das Flugzeug Resolvers 4 ist die 400-Hz-Bezugsspannung, die mit sowohl der zurückgelegte Weg als auch die betreffende der Frequenz der Antennenrotation moduliert ist Richtung dieses Weges wesentlich. Die Richtung, in 45 Der Resolver 6 verschiebt die Phase der Hüllwelle, die der Radarstrahl weist, bestimmt das Bezugs- wenn das Flugzeug seinen auf Nord (Kompaß) besystem, auf das alts Geschwmdigkeitsvektoren bezogen zogenen Kurs ändert Der Resolver 7 verändert die werden müssen. Wenn der Radarstrahl nach Norden Phase der HQllwelle bis zu den künstlichen Nord-Ostgerichtet ist, ergibt sich nur die Nordkomponente des Koordinaten bezüglich der Einstellung des Resolvers 6 zurückgelegten Weges. In gleicher Weise ergibt ein 50 auf magnetisch Nord. Die Ausgangsspannung des nach Osten gerichteter Radarstrahl nur die Ost- Resolvers 7 ist das Bezugssignal am Ausgang des komponente des geflogenen Weges. Um zu einem Generators 5 moduliert mit der Frequenz der Antenbrauchbaren Ergebnis zu kommen, könnte man einen nenrotation. Sie stellt den Sinus und Kosinus des jescharfen Radarstrahl, der mittels eines Bezugskreisels weiligen Winkels der Diagrammrotation dar, jedoch oder eines Kompasses stabilisiert ist, nach Norden und 55 modifiziert durch die Einstellungen an den Resolvern6 einen nach Osten richten. Bei dem hier in Rede stehen- und 7, wodurch der Sinus bzw. Kosinus der jeweiligen den Navigationssystem wird das gleiche Ergebnis Winkelstellung der Antenne in bezug auf das fiktive durch einen rotierenden scharfen Radarstrahl erreicht, Nord-Ost-Koordinatensystem dargestellt wird,
und es werden aus den erhaltenen Daten danach die Der Sende-Bmpfangsteil 1 des Systems gemäß gewünschten Richtungskomponenten abgeleitet. Bin 60 F i g. 2 ist an sich bekannt und wird daher nicht Kreisel- oder ein anderer Kompaß liefert dabei die näher beschrieben. Die eine Ausgangsspannung des Bezugsrichtang zur Komponentenzerlegung. Wenn Empfängers ist die Zwischenfrequenz, die auch die der Radarstrahl nach Norden weist, werden die Daten Dopplerfrequenzen enthält Die andere Ausgangsauf die Nordzähler geschaltet, zeigt er nach Osten, spannung ist das zwischenfrequente Bezugssignal, werden sie den Ostzählern eingegeben. Die Zähler e$ In F i g. 2 ist der Zusammenbau der einzelnen Gezeigen also die zurückgelegten Wege in Richtung Nord räteteile mit dem Digitalrechner 11 und den Kursbzw. Ost an. und Ablagezählwerken 12 bzw. 13 gezeichnet, F i g. 3

In F i g. 2 ist das Blockdiagramm des Systems ge- stellt den Digitalrechner im einzelnen dar. Dieser ent-

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hält eine digitale Subtraktionseinrichtung 14 zur Ableitung der digitalen Dopplersignale und eine Anordnung von Torschaltungen 15, die dazu dient, die Ausgangsspannung der digitalen Subtraktionseinrichtung 14 entsprechend dem Zeitpunkt der Aussendung und des Empfangs der Hochfrequenzsignale bezüglich des vorgegebenen Kurses aufzulösen. Die die Dopplerfrequenz enthaltende Ausganpspannung des Empfängers wird einem Sinusimpulsumwandler 16 und die das Bezugssignal darstellende Ausgangsspannung einem weiteren Sinusimpulsumwandler 17 eingegeben, um digitale Signale der die Dopplerfrequenzen enthaltenden Zwischenfrequenz bzw. der Zwischenfrequenz mit den Bezugssignalen herzustellen. Die Ausgangsspannung des Umwandlers 16 wird einem 10-|xs -Verzögerungsglied 18 und einer Und-schaltung 19 zugeführt. Die Ausgangsspannung des Umwandlers 17 wird einem weiteren lO-ns-Verzögerungsglied 20 und der Undschaltung 19 zugeleitet. Die Ausgangsspannung der Und-Schaltung 19 wird einem 15 - μβ - Verzögerung^ »o glied 21 zugeführt. Die Ausgangsspannungen der Verzögerungsglieder 18 und 21 werden einer Undschaltung 22 und die der Verzögerungsglieder 21 und 20 einer Und-Schaltung 23 eingegeben. Die Ausgangsspannung der Und-Schaltung 22 wird dem Eingang as eines ersten Geräteteiles 24 eines bistabilen Multivibrators 25 and einer Und-Schaltung 26 zugeführt. Die Ausgangsspannung der Und-Schaltung 23 wird dem Eingang des zweiten Geräteteiles 27 des bistabilen Multivibrators 25 und einer Und-Schaltung 28 eingegeben. Die Ausgangsspannung des Geräteteiles 24 des Multivibrators 25 wird der Und-Schaltung 26 und die des Gerftteteiles 27 wird der Und-Schaltung 28 eingegeben. In der digitalen Subtiaktionseinrichtung 14 werden die zwischenfrequenten Bezugsimpulse von den die Doppleifrequenz enthaltenden Zwischenfrequenzimpulsen subtrahiert, wodurch man die richtigen Dopplerimpulse erhält. Ist die Summe der Zwischenfrequenzimpulse und der Dopplerimpulse größer als die Anzahl der zwischenfrequenten Bezugsimpulse, erscheint die Differenz am Ausgang der Und-Schaltung 26, ist sie niedriger, dann erscheint sie am Ausgang der Und-Schaltung 28. Wenn an den Ausgängen der Und-Schaltungeo 26 oder 28 Spannungen auftreten sollen, dann massen ihre Eingangsspannungen in der negativen Richtung verlaufende, zu gleicher Zeit auftretende Impulse sein. In der Praxis hat ein Multivibrator für seine beiden stabilen Zustände nicht die gleiche Triggerempfindlichkeit. Wenn daher beim Multivibrator 25 die beiden Eingangsspannungen gleich- zeitig auftreten, wird er stets in die bevorzugte Lage kippen, anstatt im vorherigen Zustand zu verharren. Um die Arbeitsweise auszuschalten, sind die Und-Schaltungen 19, 22 und 23 und die Verzögerungsglieder 18, 20 und 21 vorgesehen. Durch diese wird bereits die Koinzidenz von Impulsen festgestellt und ein zufälliges Schalten verhindert. Wenn also zwei Impulse gleichzeitig auf den Eingangsleitungen erscheinen, wird in der Und-Schaltung 19 ein Überlappen festgestellt, und es kommt keine Steuerspan- nung für den Multivibrator 25 zustande. Die Verzögerung ist in beiden Leitungen vorhanden, so daß is% Auftreten von Steuerspannungen verhindert wird, bevor Impulse an die Eingangsklemmen des Multivibrators gelangen können. Der Multivibrator 25 hat 'eine bestimmte kürzeste Ansprechzeit. In der Praxis ist diese mit etwa 10 us ermittelt worden. Wenn also auf den beiden Leitungen Impulse mit weniger als 10 μβ

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Abstand ankommen, reagiert der Multivibrator nicht mehr. Um dies zu verhindern, gibt man den Impulsen eine Länge von 10 μβ. Sollten sich bei dieser Bemessung Impulse der beiden Leitungen überlappen, verhindert die Und-Schaltung 19 das Auftreten einer Steuerspannung für den Multivibrator 25, es sei denn, die Impulse haben einen Abstand von mehr als 10 μβ.

Die Signale zur Steuerung der Und-Schaltungen werden in dem Augenblick erzeugt, in dem die Hauptrichtung des Radarstrahles die Kurs- und Ablageachse kreuzt, und es wird auch das Vorzeichen der Dopplerverschiebung beobachtet Der mit der Antennenwelle 3 gekuppelte Resolver 4 vermittelt eine Information über die Stellung der Antenne, der mit dem Kompaß über die Welle 6a gekuppelte Resolver 6 ergibt die Bezugsrichtung Nord, und der mit dem Kurszeiger 8 gekuppelte Resolver 7 ergibt den Ablagewinkel in bezug auf die Nordrichtung. Durch die Phasenumkehrpunkte der Ausgangsspannungen der einzelnen Resolver sind die Zeitpunkte für das Kreuzen der Bezugsachsen festgelegt. Die Grundlagen der Schalttechnik hierfür werden in den F i g. 1 und 4 erläutert. Es sei ν der Geschwindigkeitsvektor unter einem Winkel ö, in bezug auf die Kursrichtung, und es sei θ der Winkel zwischen Geschwindigkeitsvektor und der augenblicklichen Antennenstellung. Dann sind die Komponenten von ν in Kursrichtung (v₍) und in der Ablagerichtung (v#) gegeben durch

Vj = ν · cos θ_χ (1)

V_e = ν · sin Θ_ν (2)

Es kann gezeigt werden, daß die Dopplerverschiebung ft = Kv ist. Es ist deshalb die Dopplerverschiebung gemäß der Gleichung (1)

/„, =JTvcose_i (3)

/«. = Jfveine₁. (4)

Die durch die rotierende Antenne erhaltene Dopplerverschiebung ist gegeben durch

U = Jr-VCosie_i-©). (5)

Insgesamt ergibt sich daher in Kursrichtung eine Dopplerverschiebung von

/„, = Κ-ν J coe(c?j-e)d0= 2K ν CosS₁.

-T (6)

In gleicher Weise ergibt sich für die Ablagerichtung eine Dopplerverschiebung von

/a, = 2 K ν Sine_v (7)

Die Resultate der Gleichungen (6) und (7) sind dieselben wie die in den Gleichungen (3) und (4) bis auf den Faktor 2. Dieser Faktor 2 kommt daher, daß die Betrachtung bei der rotierenden Antenne auf volle Umläufe entreckt worden ist.

Die den Kun bezeichnende Ausgangsspannung des Resolven 7 (cos S₁) wird Und-Schaltungen 29 und 30, die die Ablage bezeichnende Ausgangsspannung des Resolven 7 (Sine₁) Und-Schaltungen 31 und 32 zugeführt. Die im Generator 5 erzeugte Bezugsspannung wird an die Primärwicklung 33 eines Tranaformaton 34

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£, dessen Sekundärwicklung 35 eine an Erde te Mittelanzapfung hat. Das eine Ende der därwicklung 35 Uegt an den Und-Schaltungen 29 und 32 und das andere Ende an den Und-Schaltungen 30 und 31. Die Ausgangsspannung der Und-Schaltung 29 führt an den einen Geräteteil 36, die der Und-Schaltung 30 an den anderen Geräteteil 38 eines bistabilen Multivibrators 37. Die Ausgangsspannung der Und-Schaltung 32 liegt an dem einen Geräteteil 39 und die der Und-Schaltung 31 an dem zweiten Geräteteil 41 eines bistabilen Multivibrators 40. Die Ausgangsspannung des Geräteteils 36 des Multivibrators 37 wird Und-Schaltungen 42 und 43, die des zweiten Geriteteiles 38 Und-Schaltungen 44 und 45 zugeführt Di« Ausgangsspannung des Gerflteteiles 39 des Multivibrators 40 liegt an Und-Schaltungen 46 und 47, die dta Qerlteteiles 41 an Und-Schaltungen 48 und 49. Die Ausgangsspannung der Und-Schaltung 26, die die Dopptenrequenz darstellt, wenn die das Dopplersignal «etnaltende Zwischenfrequenz höher als das zwischen-/rtquente Bezugssignal ist, wird den Und-Schaltungen 44,42,46 und 48 eingegeben. Die Ausgangsspannung der Und-schaltung 28 wird den Und-Schtdtungen 43, 4f, 47 und 49 zugeführt. Die Ausgangsspannungen der Und-Schaltuagen 43 und 44 werden den Eingangsklemmen einer Oder-Schaltung 50, die der Und-Schaltungen 42 und 45 den einer Oder-schaltung 51 zugeführt, während die Aosgangsspannungen der Und-Schaltungen 47 und 48 einer Oder-Schaltung 52 und die der Und-Schaltungen 46 und 49 einer Oder-schaltung 53 zugeleitet werden. Die Ausgangsspannung der Odcr-SchaltungSO steuert eine vorwärts zählende binäre Zähleinrichtung 54 des Kurszählers 12 und die der Oder-schaltung 51 eine rückwärts zählende binäre Zähleinrichtung 55. Die Ausgangsspannungen der Zähleinrichtungen 54 und 55 steuern ihrerseits eine Spannungsquelle 56, deren digitale Aosgangsspannungen einen vorwärts und rückwärts laufenden Schrittschaltmotor in Gang setzen. Die Drehrichtung des Schrittschaltmotors wird von der Spannungsquelle 56 beeinflußt, die ihrerseits wiederum von der Schaltanordnung gesteuert wird. Der Schrittschaltmotor treibt ein vorwärts und rückwärts laufendes mechanisches Zählwerk 58 über eine Welle 59 an. Zur Betätigung des Ablagezählers 13 ist die Ausgangsspannung der Oder-schaltung 52 einer binären Zähleinrichtung 60 und die der Oder-schaltung S3 einer binären Zähleinrichtung 61 zugeleitet. Die Ausgangsspannuagen beider Zähleinrichtungen steuern eine Spannungsquelle 62, die digitale Spannungen zum Antrieb eines vorwärts und rückwärts laufenden Schrittschaltmotors 63 liefert, der schließlich ein mechanisches Zählwerk 64 mittels einer Welle 65 antreibt. Positive und negative Dopplerinformationea werden also den binären Zähleinrichtungen 54 bzw. 55 des Kurszählers 12 und den binären Zfthleinrichtungen 60 bzw. 61 des Ablagezählers 13 zugeleitet. Die Ausgangsspannungen der binären Zähleinrichtungen 54 und 60 bewirken eine Vorwärtsdrehung der Schrittschaltmotoren 57 und 63, während die Ausgangsspannungen der binären Zähleinrichtungen 55 und 61 eine Rückwärtsdrehung dieser Schrittschaltmotoren verursachen.

Zur weiteren Erläuterung der Arbeitsweise sei angenommen, ein Flugzeug möge genau Nordkurs fliegen, ohne jede Abweichung vom Kurs. Es sei weiter angenommen, daß die Drehung der Antenne in mathematisch positivem Sinne erfolgt und daß der Schaltzyklus bei der Ostrichtung beginne. Dann ist,

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«5 während der Radarstrahl den 180°-Nordsektor überstreicht, die Ausgangsspannung der digitalen Subtraktionseinrichtung hinter der Und-Schaltung 26 gleich einem Wert + /_Λ. Während dieser Zeit ist das Kurssignal am Resolver 7 mit dem Bezugssignal an der Sekundärwicklung 35 des Transformators 34, das der Und-Schaltung 30 zugeleitet wird, in Phase. Der aus der Und-Schaltung 30 kommende Impuls betätigt den Geräteteil 38 des Multivibrators 37, wodurch ein Ausgangsimpuls erzeugt wird, der den Und-Schaltungen 44 und 45 eingegeben wird. Wenn aber eine dem Wert +/a entsprechende Eingangsspannung an der Und-Schaltung 44 liegt, erscheint eine Ausgangsspannung nur an der Und-Schaltung 44, die dann an die Oder-Schaltung 50 gelangt und so eine die binäre Zähleinrichtung 54 (Vorwärtszählung) steuernde Spannung liefert. Die Ausgangsspannung der binären Zähleinrichtung treibt dann unter Zwischenschaltuag der gesteuerten Spannungsquelle 56 den Schrittschaltmotor 57, der seinerseits das mechanische Zählwerk58, das die. positiven Dopplerperioden zählt, in Bewegung setzt. Während der Radarstrahl den 180°-Nordsektor überstreicht, ergeben sich zwei Ablagesignale. Das erste ist eine um 90° vor- oder nacheilende Spannung, in bezug auf das Kurssignal also außer Phase. Für die ersten 90° der Antennendrehung bzw. der Drehung des Radarstrahles ist das Ablagesignal mit der von der zweiten Hälfte der Sekundärwicklung 35 des Transformators 34 gelieferten Bezugsspannung in Phase, und es wird von der Und-Schaltung 32 eine Ausgangsspannung erzeugt. Diese wiederum betätigt den Geräteteil 39 des bistabilen Multivibrators 40, so daß an seinem Ausgang eine Spannung auftritt. Diese wild zusammen mit der Ausgangsspannung der Und-Schaltung 26 der Und-Schaltung 46 zugeführt, an deren Ausgang eine Spannung entsteht, die wiederum der Oder-schaltung 53 eingegeben wird. Die dadurch am Ausgang der Oder-Schaltung auftretende Spannung steuert die rückwärts zählende binäre Zähleinrichtung 61 im Ablagezähler 13. Diese Ausgangsspannung treibt über die zwischengeschaltete steuerbare Spannungsquelle 62 den Schrittschaltmctor 63 an, dieser wiederum bewirkt über die Welle 65 eine Rückwärtsdrehung des mechanischen Zählwerkes 64, d. h., die während des Uberstreichens des ersten 90°-Sektors gezählten Dopplerperioden werden wieder zurückgedreht. Während des Überstreichens des nächsten 90°-Sektors, d. h. von Nord nach West, findet eine Phasenumkehr rung des Ablagesignals am Resolver 7 statt, so daß an der Und-Schaltung 31 eine Ausgangsspannung auftritt, die den Geräteteil 41 des Multivibrators 40 betätigt, dessen Ausgangsspannung wiederum der Und-Schaltung 48 eingegeben wird. Dieser wird auch die Dopplerfrequenz aus der Und-Schaltung 26 zugeführt, so daß eine Ausgangsspannung entsteht, die der Oderschaltung 52 zugeführt wird. Die Ausgangsspannung der Oder-schaltung 52 wird der binären Zähleinrichtung 60 (Vorwärtszählung) eingegeben, so daß schließlich über die steuerbare SpannungsqueUe 62 der Schrittschaltmotor 63 und das mechanische Zählwerk 64 vorwärts zu größeren Zahlen hin gedreht wird. Das Endresultat im Ablagezähler infolge der Addition und Subtraktion ist Null, was auch zu erwarten ist, weil das Flugzeug genau Nordkurs fliegt und sich daher in der Ablagerichtung eine Dopplerverschiebung nicht ausbilden kann. Wenn nun bei Nordkurs der Südsektor, d. h. von West nach Ost, vom Radarstrahl überstrichen wird, ergibt sich eine positive Zählung im

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Auswertungsanordnung für ein Doppler- In Betracht gezogene Druckschriften: Radar-Navigationssystem für Flugzeuge, bei dem 55 Deutsche Patentschrift Nr. 861 332; aus der Dopplerverschiebung der von der Erd- französische Patentschrift Nr. 885 016; oberfläche reflektierten Wellen Navigationsdaten britische Patentschrift Nr. 625 034; ermittelt werden, unter Verwendung eines geneig- Bücherei der Funkortung, Bd. 7 VII, Dortmund 1959; ten, gleichförmig um die vertikale Achse rotieren- Funktechnik, 13 (1958), S. 236 bis 238; den Antennensystems, derart, daß die auf der Erd-. 60 Wehrtechnische Monatshefte, 56 (1959), S. 5 bis 22; oberfläche abgetastete Zone kreisringförmig ist, Electronics, 32 (1959), H. 21, S. 46 bis 50; sowie unter Differenzbildung zwischen den die BulletindesschweizerischenelektrotechnischenVer-Dopplerfrequenz enthaltenden zwischenfrequenten, _ej_nSj 43 (1952), S. 16 bis 19. in Impulse umgewandelten Signalen und einer pulsförmigen Bezugsfrequenz, die gleich der mittleren 65 1° Betracht gezogene ältere Patente: nominellen Zwischenfrequenz ist, und unter binärer Deutsches Patent Nr. 1110 448.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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