DE1591133C - Flugleiteinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flugleiteinrichtung mit einem Antennensystem zur Eizeugung eines schmalen, um eine konische Fläche rotierenden Hauptstrahls.

Eine derartige Einrichtung ist aus der USA.-Patentschrift 3 197 777 bekannt. Bei dieser Einrichtung besteht die Möglichkeit einer falschen Kursanzeige durch die Nebenkeulen des Antennensystems. Dies gilt vor allem für die seitlichen Nebenkeulen, da die unterhalb des ausgesendeten Strahls liegende Nebenkeule auf Grund der Absorption durch die Erde sehr schwach ist und die oberhalb des Strahls liegende Nebenkeule einen falschen Kurs verursacht, der auf Grund des steilen Anflugwinkels leicht erkannt werden kann.

Aus der USA.-Patentschrift 2 513 338 ist eine Einrichtung bekannt, bei der mehrere Strahlen, nämlich zwei Hauptstrahlen und zwei Hilfsstrahlen ausgesendet werden. Die Hilfsstrahlen sind unterschiedlich moduliert, weisen eine relativ geringe Intensität auf und verlaufen im wesentlichen senkrecht zu den Hauptstrahlen. Auf Grund der Hilfsstrahlen lassen sich durch Reflexion bedingte Kursfehler im Nahbereich der Flugleiteinrichtung beseitigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flugleiteinrichtung zu schallen, die auch in größerer Entfernung von dem Antennensystem die Einhaltung eines genauen Anflugkurses ermöglicht, ohne daß sich die Nebenkeulen des Antennensystems störend auswirken.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß mittels des Antennensystems zwei seitlich zu dem Hauptstrahl liegende Hilfsstrahlen erzeugt werden, daß die Hilfsstrahlen in etwa die gleiche Breite wie der von dem Hauptstrahl überstrichene Bereich und in etwa die gleiche Intensität wie der Hauptstrahl aufweisen, und daß die Achsen der Hilfsstrahlen mit der Achse des Hauptstrahls einen Winkel einschließen, auf Grund dessen sich die Hilfsstrahlen mit dem von dem Hauptstrahl überstrichenen Bereich teilweise überdecken.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der F i g. 1 bis 5 erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung der Flugleiteinrichtung,

F'i g. 2 einen Schnitt längs der Linie A-A in I·' i g. 1, aus der sich die Queischnittsfoim des Haiiptstiahls und der Hilfsstrahlen ergibt,

F i n. .? ein IJUickschallbild der Sciidecinricliluim,

F i g. 4 ein Zeitdiagramm der Arbeitsweise der Sendeeeinrichtung, und

F i g. 5 ein Blockschaltbild einer Empfangseinrichtung.

F i g. 1 zeigt einen Sender 11 an dem Ende einer Landebahn 12. Der Sender ist mit einem Parabolreflektor ausgestattet, der einen Durchmesser von ungefähr 45,7 cm aufweist. Der Aufbau des Senders zusammen mit der Antenne ist so gedrängt und klein, so daß beide am Anflugende in der Mitte der Landebahn aufgestellt werden können.

Die Antenne sendet einen zusammengesetzten Strahl aus, der aus einem Hauptstrahl 13, der zwischen den Punkten halber Leistung eine Breite von z.B. 3° aufweisen kann, sowie zwei Hilfsstrahlen Fl und F 2, die beiderseits des Hauptstrahls gelegen sind, besteht.

Wie F i g. 1 zeigt, sendet die Antenne einen 3° umfassenden Hauptstrahl unter einem gewählten Anflugwinkel aus. Zugleich rotiert der Hauptstrahl auf einer konischen Fläche mit einem Scheitelwinkel von z.B. 6°. Nach Fig. 3 wird die Rotation von einem Motor M bewirkt, der einen Hilfsreflektor in der Antenne dreht. Die Rotation wird durch die unterbrochene Linie 66 angedeutet. Der Empfänger befindet sich im Flugzeug, z. B. bei 16, und ist mit einer kleinen Hornantenne ausgestattet, die einen Empfangswinkel von z. B. 60° aufweist, wie bei 17 dargestellt ist.

Der Empfänger ist so ausgebildet, daß die in den Komponenten des ausgesendeten zusammengesetzten Strahls enthaltene Information dem Piloten die Position des Flugzeugs in bezug auf den Hauptstrahl anzeigt und das Flugzeug so gesteuert werden kann, daß es genau auf der Achse des Hauptstrahls 13 fliegt.

F i g. 2 zeigt, daß der Hauptstrahl 13 im wesentliehen von den Nebenkeulen SL umgeben ist. Ohne die Hilfsstrahlen F1 und F 2 könnte der Pilot in den Nebenkeulen des Hauptstrahls entweder rechts oder links vom Hauptstrahl orten, so daß der Pilot auf einem falschen Kurs fliegen würde. Befindet sich das Flugzeug in der Nebenkeule oberhalb des Hauptstrahls, .so würde der Anflugwinkel zu steil werden, und der Pilot könnte daraus schließen, daß er einen falschen Kurs fliegt.

Bei dem zusammengesetzten Strahl nach der Erfindung, dessen Querschnitt nach der Linie A-A in F i g. 2 gezeigt ist, wird der Hauptstrahl 13 von den Hilfsstrahlen F1 und F 2 flankiert. Die Nebenkeule am unteren Teil des Hauptstrahls wird im wesentlichen von der Erde absorbiert, dagegen bleiben die Nebenkeulen am oberen Teil des Hauptstrahls vorhanden. Die Hilfsstrahlen F1 und F 2 überdecken die Nebenkeulen an den Seiten des Hauptstrahls und überlappen einen Teil des Hauptstrahls.

Die beiden Hilfsstrahlen sind so ausgebildet, daß dem in einem Hilfsstrahl fliegenden Piloten sein Ort und/oder die Richtung angezeigt wird, in der er steuern muß, um in den Hauptstrahl einfliegen und dessen Achse folgen zu können. Bei der Anordnung nach der Erfindung werden die einzelnen Strahlen in einer programmierten Reihenfolge ausgesendet, so daß eine Reihe von Bauelementen des Senders zugleich benutzt werden kann.

F i g. 3 zeigt ein Blockschaltbild eines Senders und F i g. 4 ein Zeitdiagramm der einzelnen Strahlen.

Während einer Zeitperiode von 200 ms ist ein Intervall von 50 ms für die Aussendung der Hilfsstrahlen und das restliche Intervall von 150 ms für die Aussendung des Hauptstrahls vorgesehen. Innerhalb des 50 ms umfassenden Intervalls sind 25 ms für die Erzeugung und Aussendung des Hilfsstrahl F1 und die restlichen 25 ms für die Erzeugung und Aussendung des Hilfsstrahls F 2 bestimmt.

Die periodische Zeitfolge wird von einem 5-Hz-Generator gesteuert, der einen 50-ms-Impuls mit einer Impulsfolgezeit von 150 ms erzeugt, so daß eine Periode 200 ms beträgt, wie an der rechten Seite des Generators 32 in F i g. 3 gezeigt ist.

Während der Impulsfolgezeit (150 ms) werden die Schalter S1 und 5 2 so eingestellt, daß die betreffenden Schaltungselemente zum Erzeugen eines HFSignals für den Hauptstrahl abgeschaltet werden, während die Treiberstufe 33 den Schalter S 5 so einstellt, daß das Ausgangssignal des Magnetrons 34 zum Wellenleiter 35 geleitet wird, der mit der Hauptantenne 36 verbunden ist. Das Magnetron kann ein Trägersignal mit einer Frequenz von z. B. 15,5 GHz erzeugen.

Dem Trägersignal wird ein frequenzmoduliertes 100-kHz-Signal aufgeprägt. Die Frequenzmodulation wird mittels eines 100-Hz-Impulsgenerators 40 und einer Teilerschaltung 41 durchgeführt, die ein 50-Hz-Signal erzeugt, das vom Verstärker 42 verstärkt und einer Frequenzmodulationsschaltung 43 zugeführt wird.

Die Frequenzmodulation wird vorzugsweise mit der Drehung des ausgesendeten Strahls synchronisiert. Der Motor M kann daher benutzt werden, um den Strahl mit 6000 U/min (100 U/sec) zu drehen und den 100-Hz-Impulsgenerator zu betreiben (durch die unterbrochene Linie 65 dargestellt), so daß zwischen dem mit 100 U/sec gedrehten Strahl und dem erzeugten 100-Hz-Impuls eine zwangläufige vorherbestimmte Beziehung nach Phase und Position hergestellt wird. Dies kann z. B. in der Weise durchgeführt werden, daß ein ein Magnetfeld aufweisendes Element 68 an einer Aufnahmespule 69 vorbeigedreht wird, die bei jeder Umdrehung des ausgesendeten Strahls einen Impuls erzeugt.

Der Ausgang des FM-Modulators 43 ist über den Schalter 51, wenn dieser auf den Kontakt 45 eingestellt ist, mit einem 100-kHz-Oszillator 44 verbunden.

Das 100-kHz-Signal wird daher mit 50 Hz frequenzmoduliert. Das 100-kHz-Signal wird über den auf den Kontakt 46 eingestellten Schalter 5 2 zu einem 100-kHz-Verstärker 49 geleitet. Das Ausgangssignal des Verstärkers wird dem Magnetron 34 zugeführt. Hierbei wird das Magnetron so betrieben, daß es ein Trägersignal mit einer Frequenz von 15,5 GHz erzeugt, das mit dem frequenzmodulierten 100-kHz-Signal amplitudenmoduliert ist. Das Ausgangssignal des Magnetrons wird über den Schalter 55 zum Wellenleiter 35 und damit zur Hauptantenne 36 geleitet und gerichtet ausgesendet.

Das Magnetron 34 wird von dem 100-kHz-Signal des Verstärkers 49 betrieben. Ohne ein lOO-kHznSignal erzeugt das Magnetron daher kein Ausgangssignal, so daß kein Strahl ausgesendet wird.

Wenn der Generator 32 seinen 50-ms-Impuls erzeugt, wird der Schalter 51 geöffnet (Kontakt 51), während der Schalter 5 2 auf den Kontakt 52 eingestellt wird und die Treiberstufe 33 den Schalter 5 5 auf den Kontakt 67 einstellt, wobei ein Signal aus dem Magnetron zum Schalter 5 6 geleitet und die Aussendung des Hauptstrahls beendet wird.

Durch Öffnen des Schalters 51 wird der Ausgang

des FM-Modulators 43 vom 100-kHz-Oszillator getrennt und das 100-kHz-Ausgangssignal ist frequenzmodulationsfrei.

Die Einstellung des Schalters 5 2 auf den Kontakt 52 für eine Zeit von 50 ms stellt einen Kontakt zwisehen den Schaltern 5 2 und 5 3 her, wenn der Schalter 5 3 zwischen den Kontakten 52 und 54 hin- und herschwingt. Dieser Vorgang wird von der Einheit 55 oder 57 gesteuert und von der Einstellung des Schalters 5 4 bestimmt. Das Umschalten des Schalters 5 3 zwischen den Kontakten 52 und 54 wird von dem nl-Hz-<jenerator 55 gesteuert, wenn der Schalter 5 4 auf dem Kontakt 56 steht, und von dem ^-Hz-Generator 57, wenn der Schalter S 4 auf dem Kontakt 58 steht. Der Schalter 54 wird von einem 20-Hz-Rechteckwellengenerator 59 gesteuert.

Hieraus geht hervor, daß der Schalter 5 4 zwischen den beiden Schaltstellungen 56 und 58 hin- und hergeschaltet werden kann, wobei das Umschalten außerordentlich rasch erfolgt und die Verzögerung bei je- ao der Schaltstellung im wesentlichen 25 ms beträgt. Die Einheit 55 steuert daher den Schalter 5 3 im wesentlichen 25 ms lang, während die Einheit 57 den Schalter 5 3 während der nächsten 25 ms steuert, wobei beide Vorgänge während des 50-ms-Intervalls ablaufen. Das Umschalten des Schalters 5 4 ist tatsächlich jedoch ein kontinuierlicher Vorgang. Die Einstellung des Schalters S 2 auf den Kantakt 52 ermöglicht eine Verbindung mit dem Schalter 5 3, wenn dieser zwischen den Schaltstellungen 52 und 54 hin- und hergeschaltet wird.

Wird die Einheit 55 über den Kontakt 56 des Schalters 5 4 zum Steuern des Schalters S 3 verwendet, wird der Schalter 5 3 zwischen den Schaltstellungen 54 und 52 in der Sekunde nl-mal hin- und hergeschaltet. Dies wird vom nl-Hz-Generator durchgeführt, der den Schalter 53 betreibt. Mit dieser Anordnung wird ein 100-kHz-Signal erzeugt, das innerhalb eines Intervalls von 25 ms nl-Hz-mal gepulst wird. Wenn der Schalter 5 4 während der nächsten 25 ms in die Schaltstellung 58 geschaltet wird, so wird das 100-kHz-Signal 25 ms lang mit einer Frequenz von ril Hz gepulst. Obwohl die Schalter 51 bis 54 als mechanische Schalter dargestellt sind, können diese Schalter auch aus elektronischen Schaltern bestehen, ζ. B. aus Transistorschaltern.

Die Werte für nl und «2 können in weiten Grenzen veränderlich sein. Ein erfolgreicher Betrieb einer Flugleiteinrichtung konnte mit Werten von 900 Hz für nl und 540 Hz für n2 durchgeführt werden.

Durch Synchronisieren des 5-Hz-Generators mit dem 20-Hz-Rechteckwellengenerator (durch die unterbrochene Linie 60 dargestellt) erzeugt der Generator Signale, bei denen die vordere Flanke des 50-ms-Impulses aus der Einheit 32 mit der vorderen Flanke eines Rechteckwellenimpulses aus dem Generator 59 zusammenfällt, wodurch gesichert wird, daß während des 50-ms-Impulses zwei aufeinanderfolgende volle 25-ms-Intervalle vorhanden sind, und zwar eine 25-ms-Rechteckwelle mit einer Impulsfolgezeit von 25 ms, wie links von dem Generator 59 dargestellt ist. Die Ausgangsspannung des 5-Hz-Generators wird zur Treiberstufe 33 geleitet, und diese schaltet den Schalter 5 5 während des 50-ms-Impulses auf die Schaltstellung 67 um, so daß eine Ausgangsspannung aus dem Magnetron zum Schalter 5 6 geleitet wird, der die Mikrowellenenergie wahlweise und je nach der Einstellung des Schalters 5 6 zur Hilfshornantenne 62 oder 63 leitet. Der Schalter 5 6 wird von einer Treibereinrichtung 61 gesteuert, die ihrerseits von der Ausgangsspannung des 20-Hz-Rechteckwellengenerators gesteuert wird.

Die Schalter 5 5 und 5 6 können aus Wellenleiterschaltern bestehen, die die Mikrowellenenergie zu dem einen oder dem anderen Wellenleiterabschnitt leiten, je nach der Einstellung der Schalter.

F i g. 5 zeigt zum Teil in schematischer Darstellung eine bevorzugte Ausführung eines Empfängers. Der Empfänger befindet sich in dem anfliegenden Flugzeug und empfängt die ausgesendeten Signale mit einer Hornantenne 70. Da drei gesonderte Strahlen mit unterschiedlichen Merkmalen ausgesendet werden, könnte ein Flugzeug sich in einem der Strahlen befinden. Der Empfänger enthält Schaltungselemente, die die Hilfsstrahlen voneinander unterscheiden und die Richtung des Hauptstrahles anzeigen. Nach erfolgter Orientierung kann der Pilot in den Hauptstrahl einfliegen und das Flugzeug auf der Achse des Hauptstrahles zur Landebahn steuern.

Es soll nun zuerst der Fall behandelt werden, wenn ein Flugzeug sich im Strahl F1 befindet. Dieser Strahl wird in jeder 200-ms-Periode 25 ms lang ausgesendet. Da der Schalter 53(Fi g. 3) geöffnet ist, weist das Signal keine 50-Hz-Frequenzmodul ation auf. Die Empfangsantenne 70 empfängt z. B. den Strahl F 1, der aus einem 100-kHz-Signal besteht, das auf einer Trägerwelle von 15,5GHz mit einer Frequenz von nl Hz gepulst ist. Das 100-kHz-Signal wird von einem Kristallgleichrichter 71 gleichgerichtet und im Vorverstärker 72 und im Nachverstärker 73 verstärkt.

Das Signal wird zu einem Amplitudenbegrenzer geleitet, da jedoch keine 50-Hz-Frequenzmodulation vorliegt, erzeugt der Diskriminator 76 keine Ausgangsspannung.

Die Ausgangsspannung des Nachverstärkers 73 wird zu einem Amplitudendetektor 75 geleitet, dessen Ausgangsspannung der Amplitudenmodulation des empfangenen Signals entspricht. Die Amplitudenmodulation kann eine 100-Hz-Modulation sein, wenn der Hauptstrahl empfangen wird, oder bei Empfang des Strahls F 1 aus einer /il-Hz-Modulation und bei Empfang des Strahls F 2 aus einer «2-Hz-Modulation bestehen.

Bei Empfang z. B. des Strahls Fl wird in jeder 200-ms-Periode ein 25-ms-Signal mit einer Amplitudenmodulation von nl Hz empfangen.

Das Signal wird zum nl-Hz-Filter sowie zum n2-Hz-Filter 82 bzw. 83 geleitet. Diese Filter sind so eingerichtet, daß sie die Umhüllende des gepulsten Signals ermitteln. Das Filter 82 ermittelt daher die «1-Hz-Umhüllende des Signals und leitet diese weiter.

Befindet sich das Flugzeug im Strahl F 2, so erzeugt der Amplitudenmodulationsdetektor 75 in jeder 200-ms-Periode ein Signal mit einer Dauer von 25 ms und mit einer Amplitudenmodulation von n2 Hz. Die Hüllkurve dieses Signals wird vom n2-Hz-Filter 83 ermittelt und weitergeleitet.

Das Filter 82 leitet die nl-Hz-Komponente des Signals F1 zur Diode 86, die den negativen Teil des Signals zur Spule 96 leitet. Das Filter 83 leitet die n2-Hz-Komponente des Signals F 2 zur Diode 87, die den positiven Teil des Signals der Spule 96 zuführt. Die Ausgangsspannung des Phasendetektors 81 kann positiv oder negativ sein, und dieses Signal wird gleichfalls zur Spule 96 geleitet. Das zur Spule 96 ge-

leitete Signal betreibt den Zeiger 97, der dem Piloten anzeigt, daß das Strahlsignal empfangen wird und in welcher Richtung er steuern muß, um in die Mitte des Hauptstrahls zu gelangen.

Die Ausgangssignale des nl-Hz-Filters 82 und des n2-Hz-Filters 83 werden, wenn sie auftreten, einem Hilfsstrahl-Anzeigenetzwerk zugeführt. Dieses bei 90 dargestellte Netzwerk kann aus einem Gleichrichter und einem Verstärker bestehen, das z. B. das nl-Hzgepulste Signal empfängt, dieses gleichrichtet und zu einem Gleichstromsignal umwandelt. Das Gleichstromsignal wird zu einer ein Anzeigesignal betreibenden Schaltung 91 geleitet, die eine Verstellung der Hilfsstrahlanzeigefahne 92 bewirkt, wodurch angezeigt wird, daß das empfangene Signal ein Hilfsstrahlsignal ist. Zugleich wird der Ausgang des Gleichrichters und des Verstärkers 90 zu einer eine Anflugwinkelfahne betreibenden Schaltung 93 geleitet, um einen Ausschlag der Anflugwinkelfahne 94 zu verhindern.

Das Hilfsstrahl-Anzeigenetzwerk kann ferner noch eine Schaltung enthalten, mit der bei der Zuführung des «2-Hz-gepulsten Signals ein Gleichstrom abgeleitet wird, der der die Fahne 92 betreibenden Einrichtung 91 zugeführt wird, wobei die Hilfsstrahlanzeigefahne wiederum abgelenkt wird und anzeigt, daß das empfangene Signal ein Hilfsstrahlsignal ist. Bei Beachtung der Richtung des Ausschlages des Zeigers 97 und der Ablenkung der Hilfsstrahlanzeigefahne kann ermittelt werden, welcher Hilfsstrahl empfangen wird. Außerdem dient das Ausgangssignal des Verstärkers 90 dazu, zu verhindern, daß die Schaltung 93 für die Anflugwinkelfahne 94 betätigt wird.

Die Anzeigegeräte der Einrichtung zeigen einem Piloten daher an, daß er sich im Strahl befindet und in welchen Strahl er einfliegt. Aus den Anzeigen erfährt der Pilot, in welcher Richtung er steuern muß, damit das Flugzeug in den Hauptstrahl einfliegt.

Es sein nunmehr der Fall behandelt, daß ein Flugzeug sich im Hauptstrahl befindet und daß die Antenne 70 den ausgesendeten Hauptstrahl empfängt. Dieser besteht aus einem 100-kHz-Signal auf einem 15,5-GHz-Träger mit einer Frequenzmodulation von 50 Hz. Das von einem den Sender anfliegenden Flugzeug empfangene Signal kann auch mit einer Frequenz von 100 Hz amplitudenmoduliert sein.

Die Amplitudenmodulation des Hauptstrahls ist eine Folge der Drehung des ausgesendeten Strahls um die Achse 13 (F i g. 1 und 2). Die Drehung erfolgt mit einer Frequenz von 100 Hz. Befindet sich das Flugzeug nicht auf der Achse des Hauptstrahls 13, so streicht der sieht drehende Strahl bei jedem Umlauf am Flugzeug vorbei. Die Amplitude des Signals steigt daher bis zu einem Höchstwert an, wenn der Strahl auf das Flugzeug gerichtet ist, und sinkt auf einen Mindestwert ab, wenn der umlaufende Strahl um 180° in bezug auf das Flugzeug versetzt ist. Die 100-Hz-Amplitudenmodulation wird vom Amplitudendetektor 75 ermittelt und zum Phasendetektor 81 und 102 geleitet.

Zugleich wird der Hauptstrahl frequenzmoduliert, wobei ein Bezugswert geschaffen wird, mit dem die Phase der Amplitudenmodulation verglichen wird, so daß bestimmt wird, welche Stelle das Flugzeug im Strahl einnimmt. Die empfangenen Signale werden vom Kristallgleichrichter 71 amplitudendemoduliert, wobei das 100-kHz-amplitudenmodulierte Signal zurückgewonnen wird, das im Vorverstärker 72 und im Nachverstärker 73 verstärkt wird. Die Ausgangsspannung des Nachverstärkers 73 wird zu einem selbsttätigen Verstärkungsregelkreis 108 geleitet, dessen Ausgangsspannung über den Leiter 110 dem Vorverstärker 72 und über den Leiter 11 dem Nachverstärker 73 zugeführt wird.

Um einen Bezugswert zum Feststellen des Ortes zu erhalten, an dem das Flugzeug sich im Strahl befindet, wird die Frequenzmodulationskomponente aus dem ausgesendeten Signal herausgezogen. Die Frequenzmodulationskomponente wurde mit der Phase des 100-Hz-Impulsgenerators 40 (F i g. 3) erzeugt und weist eine Beziehung zur Phase der Antennendrehung auf, wobei die Steuerung durch den gemeinsamen Motor M erfolgte. Dieses Signal wurde vom Frequenzteiler 41 in ein 50-Hz-Signal umgewandelt. Die Frequenzmodulationskomponente wird mit Hilfe eines Frequenzmodulationsdiskriminators 76 herausgezogen, der den Ausgang des Amplitudenbegrenzers 74 empfängt. Die 50-Hz-Frequenzmodulationskomponente wird zu einer Frequenzverdoppelungsschaltung 77 geleitet, so daß das Signal genau so wiederhergestellt wird, wie es vom 100-Hz-Impulsgenerator 40 (F i g. 3) erzeugt wurde.

Die Phasenbeziehung zwischen der Amplitudenmodulationskomponente (der Ausgangsspannung des Amplitudendetektors 75) und der Frequenzmodulationskomponente (der Ausgangsspannung des Verstärkers 78) wird von Phasendetektorkreisen bestimmt.

Das Ausgangssignal des Phasendetektors 81 ist proportional der waagerechten Versetzung des Flugzeuges aus der Stellung der Phasenkoinzidenz. Dieses Signal wird der Spule 96 für die waagerechte Bewegung eines Kreuzzeigerinstruments 95 zugeführt, die über mechanische Glieder 98 den vertikalen Anzeigebalken 97 betreibt.

Um ein Signal zu erhalten, das die senkrechte Versetzung des Flugzeugs in bezug auf die Drehachse des ausgesendeten Strahls anzeigt, wird das Bezugssignal (das Ausgangssignal des Verstärkers 78) zu einem Phasenverschiebungsnetzwerk 101 geleitet, das die Phase des Signals um 90° dreht. Dieses phasenverschobene Signal wird einem Phasendetektor 102 zugeführt, dem ferner das Ausgangssignal des Amplitudendetektors 75 zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Phasendetektors 102 besteht aus einem Signal, das proportional der senkrechten Versetzung des Flugzeugs gegen die Achse des umlaufenden Strahls ist. Dieses Signal wird zur Spule 103 geleitet, die über mechanische Glieder 105 den horizontalen Anzeigebalken 104 des Kreuzzeigerinstruments 95 steuert.

Der Pilot braucht daher das Flugzeug nur so zu steuern, daß die Anzeigebalken des Kreuzzeigerinstruments sich in der Mitte bzw. im Nullpunkt schneiden, um das Flugzeug auf der Drehachse des ausgesendeten Strahls zu halten, wobei der ordnungsgemäße Anflugwinkel eingehalten wird.

Befindet sich ein Flugzeug im Hauptstrahl und in einer verhältnismäßig großen Entfernung, z. B. 18,5 km vom Sender, so weist der von der Drehung des Hauptstrahls erfaßte Bezirk einen Durchmesser von ungefähr 1,85 km auf. Bewirkt bei dieser Entfernung ein plötzlicher Windstoß eine Abweichung des Flugzeugs vom Kurs um z. B. 15 Meter, so würde die diese Versetzung anzeigende Änderung der Amplitude des den Spulen 96 und 103 zugeführten Signals verhältnismäßig klein sein, wobei die Eigen-

dämpfung des Kreuzzeigerinstruments ausreicht, um einen starken Ausschlag zu überwinden. Befindet sich jedoch ein Flugzeug verhältnismäßig nahe am Sender, so ist der von der Drehung des ausgesendeten Strahls erfaßte Bezirk viel kleiner, und dieselbe Abweichung vom Kurs um 15 Meter verursacht bei dem den Spulen 98 und 103 des Anzeigegerätes zugeführten Signal eine verhältnismäßig große Änderung, die zu einem verhältnismäßig großen Ausschlag der Zeiger führen kann.

Um diese Schwierigkeit zu beseitigen, müssen die Zeigerbewegungen gedämpft werden. Dies kann 'in der Weise durchgeführt werden, daß zur Spule ein einstellbarer Widerstand und ein Kondensator parallelgeschaltet wird. Jede Änderung des Signals des Phasendetektors 102 wirkt sich nunmehr an der Spule 103, dem einstellbaren Widerstand 112 und am Kondensator 114 aus. Jede große Änderung wird durch die ÄC-Schaltung gedämpft. Der einstellbare Widerstand 113 und der Kodensator 115 dienen für ao das Signal des Phasendetektors 81 dem gleichen Zweck.

Je nach der waagerechten Position des Flugzeugs kann das Signal des Phasendetektors 81 positiv oder negativ sein. Außerdem ist das Signal der Diode 86 negativ und das der Diode 87 positiv. Der Zeiger 97 kann daher die Richtung anzeigen, in der ein Flugzeug fliegen muß, um sich der Achse des Strahls zu nähern.

Um zu bestimmten, daß das Flugzeug sich im Hauptstrahl und nicht in den Hilfsstrahlen befindet, wird das Ausgangssignal des Nachverstärkers 73 zu einem Gleichrichter 119 (der für die 100-kHz-Komponente des Ausgangssignals des Nachverstärkers empfindlich ist) und danach zu der Einrichtung 93 geleitet. Da weder das nl-Hz-Filter 82 noch das n.2-Hz-Filter 83 ein Ausgangssignal liefert, kann die Einrichtung 83 die Anflugwinkelanzeigefahne 94 betreiben, wodurch angezeigt wird, daß sich das Flugzeug im Hauptstrahl befindet. Außerdem wird die Hilfsstrahlanzeigefahne nicht betätigt, da der Einrichtung 91 kein Signal zugeführt wird. Hierdurch wird weiterhin angezeigt, daß der Hauptstrahl empfangen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Flugleiteinrichtung mit einem Antennensystem zur Erzeugung eines schmalen, um eine konische Fläche rotierenden Hauptstrahls, dadurch gekennzeichnet, daß mittels des Antennensystems (36) zwei seitlich zu dem Hauptstrahl (13) liegende Hilfsstrahlen (Fl, F2) erzeugt werden, daß die Hilfsstrahlen (F 1, F 2) in etwa die gleiche Breite wie der von dem Hauptstrahl (13) überstrichene Bereich (MB) und in etwa die gleiche Intensität wie der Hauptstrahl aufweisen, und daß die Achsen der Hilfsstrahlen (FX, Fl) mit der Achse des Hauptstrahls (13) einen Winkel einschließen, auf Grund dessen sich die Hilfsstrahlen mit dem von dem Hauptstrahl überstrichenen Bereich teilweise überdecken.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptstrahl (13) aus einem Trägersignal besteht, das mit einem frequenzmodulierten Signal amplitudenmoduliert ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfrequenz 15,5 GHz, die Frequenz des Amplitudenniodulationssignals 100 kHz und die Frequenz der Frequenzmodulation 50 Hz beträgt.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsstrahlen (F 1, Fl) aus einem Trägersignal bestehen, das mit einem amplitudenmodulierten Signal amplitudenmoduliert ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerfrequenz 15,5GHz, die Frequenz des amplitudenmodulierten Signals 100 kHz und die Modulationsfrequenz des Trägersignals 900 bzw. 540 Hz beträgt.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch einen Generator (40) zur Erzeugung des 100-kHz-SignaIs, der mit der Drehung des Hauptstrahls (13) synchronisiert ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in periodischen Intervallen mit einer Dauer von 200 ms die Hilfsstrahlen (F 1, F 2) jeweils mit einer Dauer von 25 ms und anschließend der Hauptstrahl (13) mit einer Dauer von 150 ms gesendet wird.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen Amplitudenmodulationsdetektor (75), der vom Hauptstrahl. ein Signal ableitet, dessen Frequenz zur Rotationsgeschwindigkeit des Hauptstrahls in Beziehung steht, durch einen Frequenzmodulationsdetektor (76), der ein Ausgangssignal erzeugt, dessen Frequenz gleich der Frequenzmodulationskomponente des Hauptstrahls ist, durch einen Phasendetektor (81, 102) zur Ermittlung der Phasenbeziehung zwischen dem Ausgangssignal des Amplitudenniodiilationsdetektors und dem Ausgangssignal des Frequenzmodulationsdetektors, durch eine Detektoreinrichtung (86, 87), die zwei Ausgangssignale erzeugt, die von den Hilfsstrahlen abgeleitet sind, und durch eine Positionsanzeigeeinrichtung (95), die vom Ausgangssignal des Phasendetektors (81, 102) und den beiden Anzeigesignalen erregt wird und «.lic Position ties Flugzeugs in bezug auf den lluiiptslralil anzeigt.

9. liiiuKiilung nach Anspiuch K, gckcnnzcicli-

net durch Einrichtungen (91, 92), die auf die beiden Anzeigensignale ansprechen und den Empfang eines Hilfsstrahl anzeigen.

10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch Einrichtungen (93, 94), die auf die Amplitudenmodulationskomponente des empfangenen Signals ansprechen und den Empfang des Hauptstrahls anzeigen.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Amplitudenmodulationskomponente des empfangenen Signals ansprechenden Einrichtungen (93, 94) bei Empfang eines HilfsStrahls gesperrt werden.