DE1935011C3

DE1935011C3 - Schaltungsanordnung für einen FM-CW-Höhenmesser-Empfänger zur Eliminierung von Doppelreflexions-Zählfehlern

Info

Publication number: DE1935011C3
Application number: DE1935011A
Authority: DE
Inventors: Ian Frederick Howard Goult; John Stuart Fraser Lee
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1968-07-15
Filing date: 1969-07-10
Publication date: 1974-10-03
Also published as: CH493854A; NL6910835A; US3611378A; DE1935011B2; FR2012996A1; DE1935011A1; GB1227879A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf den Empfänger Höhenmessers mit den in die Unterseite des Flug-

eines Höhenmessers, dessen Sender kontinuierliche, zeuges eingebauten zugehörigen Antennen TA bzw.

frequenzmodulierte, elektromagnetische Wellen zur RA. Vom Sender I wird auch ein Signal direkt in den

Erdoberfläche aussendet und dessen Empfänger die 50 Empfänger eingekoppelt, um zusammen mit den

reflektierten Signale empfängt, mit den ausgesende- empfangenen reflektierten Signalen die Schwebungs-

ten Signalen mischt, die sich hieraus ergebende frequenz bilden zu können.

Schwebungsfrequenz in eine Rechteckschwingung Der Weg 5 der direkten Reflexion an der Erdumwandelt und die Perioden dieser Rechteckschwin- oberfläche 4 ist ausgezogen gezeichnet, während der gung mittels eines Zählers als Maß für die Höhe zählt 55 Weg 6 der Doppelreflexion gestrichelt gezeichnet ist; (FM-CW-Höhenmesser), und hat eine Schaltungsan- die entsprechenden Schwebungsfrequenzen für den Ordnung zur Vermeidung von falschen Anzeigen der direkten Weg 5 und den Weg 6 sind mit /, bzw. /₂ beHöhe zum Gegenstand, die von der sogenannten zeichnet, wobei /₂ fast genau gleich 2 /, ist.
Doppelreflexion herrühren, wobei er von einer die F i g. 2 zeigt als Blockschaltbild die vorgeschlagene Schaltung zur Umwandlung der Schwebungsfrequenz 60 Schaltungsanordnung für den Empfänger. Mit der in die Rechteckschwingung steuernden zweiten Fre- Bezugszahl 11 ist ein monostabiler Multivibrator quenzmeßeinrichtung Gebrauch macht (deutsche oder eine andere monostabile Schaltung bezeichnet, Auslegeschrift 1214 753). 12 bedeutet einen Frequenzzähler, und 13 ist der Doppelreflexionen treten während des Betriebes üblicherweise bei Höhenmessern vorgesehene ZähvonFM'CW-Höhcnmessern in Flugzeugen bei Höhen 65 ler, dessen Ausgangssignal den Wert für die Höhe zwischen Null und etwa 150 Metern auf (Skolnik über Grund darstellt, die mittels eines nicht gezeichvj'ii 3^nw°duclion to Radar Systems, McGraw- neten Anzeigeinstruments angezeigt werden kann. An Hill, 1962, 99/100). Ein solcher Fall ist in Fig. I die Eingangsklemmen des Multivibrators 11 und die

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des Zahlers 12 werden die Schwebungslrequenzen vom Ausgang des Empfängers 2 (F i g. 1 ) gleichzeitig angelegt, dabei kann im Falle der direkten Reflexion die Frequenz /,, im Falle der Doppelreflexion f.„ bei abwechselndem Auftreten beider Reflexionsärten /, und /_s auftreten, wobei f., doppelt so hoch ist wie /,. Der Zähler 12 zahlt den Wert der Frequenz des anliegenden Eingangssignals integriert über die Meßzeit; dieser Wert entspricht in der überwiegenden Zeit der Frequenz /,, weil du* von einer Doppelreflexion herrührende Signal der Frequenz /., nur zeitweise auftritt. Der Ausgang des Zählers 12 liefert ein Gleichstrom-Steuersignal über eine Leitung 14 an den Steuereingang des monostabilen Multivibrators 11, durch das seine Zeitkonstante verändert wird. Die Höhe des Ausgangssignals des Zählers 12 ist dabei so eingeregelt, daß der Multivibrator 11. wenn er einmal getriggert worden ist. in seinem unstabilen Zustand gehalten wird für eine Zeil, die größer als die Hälfte von I//, ist. Wahrend dieser Zeit können weitere Triggerimpulse an seinem Eingang den Zustand des Multivibrators i 1 nicht verändern und seinen Schaltablauf nicht beeinflussen. Auf diese Weise kann der Multivibrator Il niemals durch das Schwebungssignal der Frequenz /₂ (d.i. 2 /,) getriggert werden; das Ausgangssignal des Multivibrators Il wird dem Zähler 13 zugeführt, dessen Zähl wert dann direkt proportional der Schwebungsfrequenz /, ist. Die Schwebungsfrequenz /* der Doppelreflexion wird dabei nicht mehr gezählt.

Der Multivibrator U wirkt also wie ein Filter zum Herausfiltern der Nutzfrequenz aus dem Gemisch aus Nutz- und Storsignalen an seinem Eingang; sein Ausgangssignal weist dann nur die Nutzfrequenz /, auf, die proportional der Höhe des Flugzeuges über Grund ist.

Die Arbeitsweise der Schaltung wird an Hand der in Fig. 3 dargestellten Diagramme verdeutlicht.

Im Teil α zeigt die ausgezogene Linie die Schwebungsfrequenz /j und die gestrichelte Linie die Schwebungsfrequenz f.,. Im Teil h ist dann das Ausgangssignal des monostabiljn Multivibrators 12 dargestellt. Dieses hat die Wiedr iiolungsfrequenz /,. wobei der Multivibrator auf ein·" Zeitkonstante von

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eingeregelt war.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

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ι 2

dargestellt; dabei wird ein vom Sonder (T_x)I des

Patentansprüche: Höhenmessers ausgehendes Signal vom Erdboden

(oder einer anderen reflektierenden Flache, z. B. der

1, Schaltungsanordnung für den Empfänger Sceobcrriäche) zur Unterseite des Flugzeuges,reflekeines Höhenmessers, dessen Sender kontinuier- S tiert. von hier noch einmal zum fcrdboden refleKtiert liehe, frequenzmoduJierte Hochfrequenzsignale und gelangt dann nach einer wetteren Ketlexton am zur Erdoberfläche hin aussendet und dessen Erdboden zum Empfänger (RJ[Z des Höhenmessers. Empfänger die reflektierten Signale empfängt, mit Obwohl das so empfangene Signal durch %je dreiden ausgesendeten Signalen mischt, die so ent- malige Reflexion stark gedampft wird, so ist diese standene Sehwebungsfrequenz /. in eine Recht- w Dämpfung jedoch nicht so groß, dalidas btgnal eckschwingung umwandelt und die in einer Zeit- überhaupt nicht mehr aufgenommen werden konnte, einheit auftretenden Perioden dieser Rechteck- insbesondere wenn dab direkt reflektierte Mgnal ζ B. schwingung als Maß für die Höhe mittels eines -»urch Mehrwegausbreitung geschwächt wird Die Zählers zählt (FM-CW-Höhenmesser), mit einer durch eine solche Doppelreflexion zustande gekomzweiteu Frequenzmeßeinrichtung, welche ein von 15 menen Signale ergeben infolge ihrer vergrößerten der Schwebungsfrequenz abhängiges Steuersignal Laufzeit im Höhenmesser ein SchwebungssignaJ, das an die Schaltung zur Umwandlung der Schwe- fast genau eine doppelt so hohe Frequrn? hat wie bungsfrequenz in die Rechteckschwingung liefert. das Schwebungssignal, das durch eine einzige Re- und mit Miticln zur Eliminierung von durch flexion am Erdboden zustande kommt.
Doppelreflexionen verursachten Zählfehlern, d a - 20 Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, fur einen durchgekennzeichnet, daß als Mittel zur Höhenmesser der eingangs genannten Art eine Schal-Eliminierung der durch Doppelreflexionen ver- tungsanordnung anzugeben, die es gestattet, bei einem ursachten Zählfehler die Schaltung (11), welche solchen Höhenmesser eine Unterscheidung zu trefdie Schwebungsfrequenz in eine Rechteckschwin- fen zwischen einem unerwünschten Signal mit der gung umwandelt, eine monostabil Schaltung und as doppelten Frequenz des Nutzsignais und diesem die zweite Frequenzmeßeinrichtung (12) ein Zäh- selbst, wobei nur die der einmaligen Reflexion entler ist, der die durch direkte und durch Doppel- sprechende Nutzfrequenz im Zähler, der zum Höhenreflexion entstehende Sch%vebungsfrequenz /, messer gehört, zu zählen ist. Das Ausgangssignal der bzw. /., = 2 /, zählt, und daß das Ausgangssignal Anordnung hat dann einen der wirklichen Hohe prodieses zweiten Zählers (12) die Zeitkonstante der 30 portionalen Wert; die zeitweise auftretenden Fehlmonostabilen Schaltung (H) in der Weise steuert, anzeigen, bewirkt durch den Empfang eines Signals, daß diese erst wieder nach AbI; jf einer die Dauer das infolge der Doppelreflexionen der doppelten einer Halbperiode der durch direkte Reflexion Höhe des Flugzeugs entspricht, werden dadurch entstandenen Schwebungsfrequenz /, übersteigen- eliminiert.

den Zeit erneut getriggert werden kann. 35 Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- dem Anspruch 1 zu entnehmen.

durch gekennzeichnet, daß in der monostabilen Die Erfindung wird an Hand der Figuren ausführ-

Schaltung (H) die Zeitkonstante auf den Wert lieh beschrieben. In

ί F i g. 1 ist das Zustandekommen von Doppelrefle-

- 40 xionen erläutert;

Vi F i g. 2 zeigt ein Blockschaltbild der Schaltungseingeregelt ist. anordnung gemäß der Erfindung;

Fig. 3 zeigt Spannungsdiagramme, über der Zeit

aufgetragen.

45 In Fig. 1 bedeuten die Funktionsblöcke 1 und 2 den Sender (7'_x) bzw. den Empfänger (R_x) eines