DE1935011A1

DE1935011A1 - Schaltungsanordnung fuer den Empfaenger eines FM-CW-Hoehenmessers

Info

Publication number: DE1935011A1
Application number: DE19691935011
Authority: DE
Inventors: Lee John Stuart Fraser; Goult Ian Frederick Howard
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1968-07-15
Filing date: 1969-07-10
Publication date: 1970-01-22
Also published as: CH493854A; DE1935011C3; FR2012996A1; US3611378A; NL6910835A; GB1227879A; DE1935011B2

Description

Patentanwalt

7 Stuttgart-Feuerbach \

Kurze Strasse 8 · ^N

I.P.H. Goult - J.S.P. Lee 2-1

INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORK

Schaltungsanordnung für den Empfänger eines FM-GW-Höhenmessers

Die Erfindung bezieht sich auf mit frequenzmodulierten, kontinuierlichen, elektromagnetischen Wellen arbeitende Höhenmesser (FM-CW-Höhenmesser) und hat zum Gegenstand eine Schaltungsanordnung zur Vermeidung von falschen oder mehrdeutigen Anzeigen der Höhe, die von der Erscheinung der sogenannten Doppelreflexion herrühren.

Während des Betriebes von solchen FM-CW-Höhenmessern in Flugzeugen bei Höhen zwischen Null und etwa 150 Metern treten solche Doppelreflexionen auf. Ein solcher Fall ist in Fig. 1 dargestellt; dabei wird ein vom Sender T des Höhenmessers ausgehendes Signal vom Erdboden (oder einer diesem äquivalenten Fläche, z.B. der See) zur Unterseite des Flugzeuges reflektiert, von hier noch einmal reflektiert zum Erdboden, und gelangt dann nach einer weiteren Reflexion am Erdboden zum Empfänger R des Höhenmessers. Obwohl das so empfangene Signal durch die dreimalige Reflexion stark gedämpft worden ist, so ist die Dämpfung jedoch nicht so stark, daß das Signal überhaupt nicht mehr aufgenommen werden könnte, insbesondere wenn das Primärsignal aus irgendwelchen Gründen bereits geschwächt worden ist, was zumeist auf Mehrwegausbreitung zurückzuführen ist. Die Laufzeit für durch Doppelreflexion zustande gekommene

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Signale ergibt im Höhenmesser ein Schwebungssignal, das mit großer Annäherung eine doppelt so hohe Frequenz hat wie das Primärsignal, das nur ein einziges Mal vom Erdboden reflektiert worden ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Methode anzugeben,' die es gestattet, bei einem FM-CW-Höhenmesser eine Unterscheidung zu treffen zwischen dem unerwünschten Signal mit der doppelten Frequenz des Nutzsignales und diesem selbst, wobei nur die der einmaligen Reflexion entsprechende Grundfrequenz im Mittelwertzähler, der zum Höhenmesser gehört, zu zählen ist; auf diese Weise wird der vom Einfluß der Doppelreflexiönen herrührende Fehler beträchtlich reduziert. Das Ausgangssignal der Anordnung hat dann einen der wirklichen Hohe proportionalen Wert; die zeitweise auftretenden Wirkungen auf Grund des Empfanges eines Signales, das die doppelte Höhe des Flugzeuges angibt, werden *. .eliminiert.

Die Erfindung bezieht sich also auf eine Schaltungsanordnung für den Empfänger eines FM-CW-Höhenmessers, dessen Sender frequenzmodulierte, kontinuierliche Hochfrequenzsignale zur Erdoberfläche hin aussendet und dessen Empfänger die reflektierten Signale empfängt, mit den ausgesendeten Signalen mischt ,und die Perioden der so entstandenen Schwebungsgrundfrequenz mittels eines ersten Mittelwertzählers zählt.

Erfindungsgemäß enthält der Empfänger zur Unterdrückung der von Doppelreflexionen herrührenden Signale einen zweiten Mittelwertzähler und einen dem ersten Mittelwertzähler vorgeschalteten Multivibrator, denen "beiden die entstandenen Schwebungsfrequenzen parallel eingegeben werden, wobei der zweite Mittelwertzähler die dem Multivibrator eingegebene mittlere Schwebungsfrequenz zählt; das Ausgangssignal des

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zweiten Mittelwertzählers steuert die. Erholzeit des Multivibrators in der Weise, daß dieser erst dann wieder getriggert werden kann, wenn eine die Dauer einer Halbperiode der Sehwebungsgrundfrequenz beträchtlich übersteigende Zeit verflossen ist.

Die Erfindung wird anhand von Figuren näher erläutert *

In Fig. 1 ist das Zustandekommen von Doppelreflexionen erläutert;

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung;
und

in Fig. 3 sind Spannungsdiagramme über der Zeit aufgetragen.

In Fig. 1 bedeuten die Funktionsblöcke 1 und 2 den Sender Τ_χ bzw. den Empfänger R eines Höhenmessers, die mit den in die Unterseite des Flugzeuges eingebauten Antennen TA bzw.RA gekoppelt sind. Vom Sender T wird auch ein Signal direkt in den Empfänger eingekoppelt, um die Schwebungsfrequenz zusammen mit den reflektierten Signalen ableiten zu können.

Der primäre Reflexionsweg 5 an der Erdoberfläche k ist ausgezogen gezeichnet, während der Weg 6 der Doppelreflexion gestrichelt gezeichnet ist; die entsprechenden Schwebungsfrequenzen für den direkten Weg 5 und den Weg 6 sind mit f^ bzw. fp bezeichnet, wobei fp mit großer Annäherung gleich 2f_x ist.

Fig. 2 zeigt als Blockschaltbild die vorgeschlagene Schaltungsanordnung für den Empfänger. Mit der Bezugszahl 11 ist ein triggerbarer Multivibrator oder eine äquivalente,

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monostabile Schaltung bezeichnet, 12 bedeutet einen Frequenzzähler und 15 ist der üblicherweise bei Höhenmessern vorgesehene Mittelwertzähler, dessen Ausgangssignal den Wert für die Höhe über Grund darstellt, die mittels eines (nicht gezeichneten) Anzeigeinstrumentes angezeigt werden kann. Deri Eingangsklemmen des Multivibrators ,11 und des Zählers werden die Schwebungsfrequenzen f- und fp vom Ausgang des Empfängers R_x (Fig. 1) parallel eingegeben, wobei f₂ in der Hauptsache doppelt so hoch ist wie f^. Der Zähler 12 zählt den Mittelwert des empfangenen Gemisches der Schwebungsfrequenzen; dieser Mittelwert entspricht in der Hauptsache dem Primärsignal der Frequenz f., weil das von einer Doppelreflexion herrührende Signal der Frequenz f₂ nur zeitweise auftritt. Der Zähler 12 liefert ein Gleichstrom-Steuersignal über eine Leitung 14 an den Steuereingang des Multivibrators durch das seine Erholzelt gesteuert werden kann. Das Ausgangssignal des Zählers 12 ist so eingestellt, daß der Multivibrator 11, wenn er einmal getriggert worden ist, in einem unstabilen Zustand gehalten wird für eine Zeit, die größer ist als die Hälfte von Vf₁. Während dieser Zeit können weitere Triggerimpulse den Zustand des Multivibrators Il nicht ändern. Auf diese Weise kann der Multivibrator 11 niemals durch das Schwebungssignal der Frequenz fp (d. i. 2f-) getriggert werden; das Ausgangssignal des Multivibrators 11 wird dem Mittelwertzähler 15 zugeführt, dessen Zählwert dann direkt proportional dem Schwebungssignal der Frequenz f« ist. Die Schwebungsfrequenz f₂ der Doppelreflexion wird nicht gezählt.

Der Multivibrator 11 wirkt daher wie ein Filter zur Ausscheidung der Nutzfrequenz aus dem Gemisch aus Nutz- und Störsignalen an seinem Eingang; das Ausgangssignal ist mn ein Maß'für die Nutzfrequenz f^, die proportional der Höhe des Flugzeuges über Grund ist.

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Die Arbeitsweise der Schaltung wird anhand der Diagramme der Fig. 3- verdeutlicht; bei (a) ist die Schwebungsfrequenz f. ausgezogen und die von einer Doppelreflexion herrührende * Schwebungsfrequenz fp gestrichelt gezeichnet; bei (b) ist der Verlauf der impulsförmigen Ausgangsspannung des "Multivibrators 11 dargestellt; diese hat eine Impuls-Wiederholungsfrequenz f. und eine Erhol zeit mit dem Wert 2/j5f,.

2 Patentansprüche

1 Bl. Zeichnungen, j5 Fig.

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Claims

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Patentansprüche

Schaltungsanordnung für den Empfänger eines PM-CW-Höhenmessers, dessen Sender frequenzmodulierte, kontinuierliche Hochfrequenzsignale zur Erdoberfläche hin aussendet und dessen Empfänger die reflektierten Signale empfängt, mit den ausgesendeten Signalen mischt und die Perioden der so entstandenen Schwebungsgrundfrequenz als Maß für die Höhe mittels eines ersten Mittelwertzählers zählt, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger zur Unterdrückung der von Doppelreflexionen herrührenden Signale einen zweiten Mittelwertzähler (12, Pig. 2) und einen dem ersten Mittelwertzähler (IJ) vorgeschalteten Multivibrator _r (11) enthält, denen beiden die entstandenen Schwebungsfrequenzen (f,j fp = 2f.) parallel eingegeben werden, wobei der zweite Mittelwertzähler die dem Multivibrator (11) eingegebene mittlere Schwebungsfrequenz zählt, daß das Ausgangssignal des zweiten Mittelwertzählers (12) die Erholzeit des Multivibrators (11) in der Weise steuert, daß dieser erst dann wieder getriggert werden kann> wenn eine die Dauer einer Halbperiode der Schwebungsgrundfrequenz (f..) beträchtlich übersteigende Zeit verflossen ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß- die Erholzelt des Multivibrators (11) zu 2/3 f" gewählt ist. "

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