DE1942629C - Impulsradarempfanger fur Flugzeuge zur Gelandehindernis Entfernungsanzeige - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrilit einen Impulsnidaroinpfiin- vcrhiilinisniüüiy genauer Meßwert erwartet werden,

ger für Flugzeuge zur Entfernungsaii/eige schräg Wird aber die Entfernungsmessung ^so ausgeführt, daß

nach unten vorausliegender Geländehindernisse, um sie in einem beliebigen, vorher nicht bekannten Zeit-

dic Navigation zu erleichtern. puiikt im Verlauf der Kurve erfolgt, so sind große

Derartige Radargeräte, die einen unter einem be- 5 Meßfehler unvermeidlich.

kannten Depressionswinkel in Flugrichtung geriehle- An sich machen sich herausragende Gelandeten Impuls aussenden, geben eine Anzeige bzw. eine hiiulernisse, die für das Flugzeug gefährlich werden Warnung hinsichtlich der Sehrägentfernung zwischen könnten, durch ein kräftiges Echo bemerkbar. Aufdem Flugzeug und einem Gebiet des Geländes, das gäbe der Erfindung ist es nun, eine Schalumgsanordsich unter dem festgelegten Depressionswinkel vor io nung zu entwickeln, mit deren Hilfe erreicht wird, dem Flugzeug befindet. Aus dieser Schrägentfernung daß die Entfernung solcher Objekte gemessen wird, kann die Höhe über Grund, in welcher das Flugzeug wenn die Gehietsecuokurve einen Maximalwert anbei geradliniger Fortsetzung seines Kurses das be- nimmt.

treffende Gebiet überfliegen wird, abgeleitet werden. Zu diesem Zweck ist der erfindungsgemäße Im-

F.ine solche Anzeige stellt eine sehr nützliche Navi- 15 pulsradarempfänger dadurch gekennzeichnet, daß ein

jVitionshilfe dar, die zur Vermeidung von Unglücks- Schalter vorgesehen ist, der eine dem Videosignal in

fällen führen k.-.nn. etwa proportional!.' Spannung in aufeinanderfolgen-

Die praktische Ausbildung eines solchen Radar- den kurzen Sehiicßintervallen einem Spannungsspei-

cmpfängers, der die Schrägentfernung mit ausreichen- eher zuführt, daß eine die Differenz zwischen dem

tier Genauigkeit anzeigt, stößt jedoch auf große 20 Augenblickswert der videoproportionalen Spannung

Schwierigkeiten. Da die Antennenabmessungen und und der gespeicherten Spannung bildende Stufe und

tlas Antennengewicht begrenzt sind, hat der Radar- eine diese Differenz, wenn die abgeleitet Spannung

strahl nämlich eine erhebliche Winkelausdehnung. größer als die gespeicherte Spannung ist, integrie-

Trifft er nun auf ein mehr oder weniger horizontal rende Stufe vorgesehen sind, daß ein Steuerglied vor-

verlaufendes Gelände, so ist die Schnittfläche zwi- »5 gesehen ist, welches jedes Schließintervall jeweils nach

sehen der Sendekeule und dem Gelände, insbeson- der Aussendung eines Sendeimpulses einleitet, wobei

tiere deren axialer Durchmesser, recht groß, so daß das Schließintervall durch den Wert der integrierten

die zu messende Entfernung nur schlecht definiert ist. Differenzspannung bestimmt ist, und daß die inte-

Man stelle sich vor, daß uie erwähnte Schnitt- grierte Differenzspannung als das der Anzeigevorfläche der ausgesandten Ctrahlungskculc sich einem 30 richtung zugeführte Entfernungsmaß dient,
bestimmten Geländegebiet, das einem Schnitt der Wie sich aus der nachstehenden Beschreibungeines Strahlungskeule entspricht, nähert, über dieses hin- Ausführungsbeispiels ergibt, läßt sich mit Hilfe diewegstreichl und es dann wieder verläßt, wenn das scr Maßnahmen das angestrebte Ziel tatsächlich er-Flug/eug weiterfliegt. Wenn die Vorderkante der reichen. In der Zeichnung zeigt
Strahluugskeule das betreffende Gebiet zuerst er- 35 Fig. 1 die schematische Darstellung der Seitenreicht, ist das von diesem Gebiet zurückkommende ansicht eines Flugzeugrumpfes mit einem crfindungs-[•chosignal zunächst sehr schwach. Allmählich nimmt gemäßen Impulsradarempfänger,
die überdeckte Fläche zu und mit ihr das von diesem Fig. 2 eine Draufsicht längs der Linie 2-2 in Gebiet empfangene Echosignal, bis das Echo sein Fig. 1,

Maximum erreicht, wenn die Schnittfläche der aus- 40 Fi g. 3 eine typische Gebietsechokurve,

gesandten Strahlungskeule das betreffende Gebiet ge- Fig. 4 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen

rade überdeckt. Danach nimmt das Echosignal aus impulsraJarempfängcrs uiul

dem betreffenden Gebiet wieder ab und wird schließ- F i g. 5 ein mehr ins einzelne gehendes Schaltbild

lieh zu Null, wenn die Hinterkante der Strahlungs- der erfindungsgemäßen Anlage,

keule das betreffende Gebiet verläßt. 45 Wie Fig. 1 und 2 zeigen, ist ein Flugzeug 10 mit

Wenn nur dieses Gebiet betrachtet wird, hat also einer Radaranlage ausgerüstet, die aus einem Sendc-

der Verlauf des Echosignals in Abhängigkeit von der und Empfangsgerät 12 und zwei damit verbundenen

Z^it (nachsiehenJ als Gebietscchokurve bezeichnet) Antennen 14 und 16 besteht. Das Gerät 12 enthält

die Gestalt der in F i g. 3 gezeigten und weiter unten einen beiden Antennen gemeinsamen Sender; gegc-

noch näher erörterten Kurve. Diese steigt verhältnis- 50 bcnenfalls kann ein Teil des Empfängers (z. B. die

müßig rasch von Null zu einem Maximum und fällt HF-Stufen) ebenfalls für beide Antennen gemeinsam

dann langsam auf Null ab. sein.

Die zeitliche Dauer der Gebietscchokurve hängt Die erste Antenne 14 ist eine normale Wettcrradar-

offensichtlich von der Fluggeschwindigkeit und dem antenne und auf einem Sockel 20 derart montiert,

Öffnungswinkel der Radarkeulc ab, insbesondere von 55 daß sie um eine vertikale Achse 22 (F i g. 2) schwcnk-

ller Länge der Schnittfläche des Sendcstrahls mit dem bar ist. Die Antenne 14 bewirkt also, daß der von

tielände in Flugrichtung. Wenn diese Länge einen ihr ausgesandte Radarstrahl beiderseits der Flugzetig-

hicht vernachlässigbaren Wert hat (wie es in der nase einen Winkel durchlauft, so daß ein entspre-

l'raxis der Fall ist), so ist offenbar auch die zeit- chcnder Winkclsektor vor dem Flugzeug abgetastet

liehe Dauer der Gebietscchokurve groß im Vergleich ⁶° wird.

zur SendeimpulsKinge. Als Anhaltspunkt für normale Die zweite Antenne 16 ist hinter der ersten AnVerhältnisse kann für die Zeitdauer der Gebietsecho- tenne 14 angeordnet und dient zur Überwachungeines kurve ein Wert von 300 Mikroscktindcn oder mehr Bereiches, der etwa in der Symmetrieachse des von geschätzt werden, während die Länge der Sende- der ersten Antenne bestrichenen Sektors und etwas impulse meist etwa anderthalb bis 3 Mikrosekunden 65 unterhalb desselben liegt. Die zweite Antenne überist. Wird nun die Entfernung von dem betreffenden wacht also einen Bereich vor dem Flugzeug 10, der Gebiet gemessen, wenn die Gcbietscchokurvc sich gegen dessen Flugbahn etwas nach unten geneigt ist. ■in der Nähe ihres Maximums befindet, so kann ein Das Gerät 12 kann somit Informationen hinsieht-

lieh der Höhe ties Flugzeugs relativ zu ilem vorausliegeiulen Gelände liefern, da die Schragentfernung gemessen werden kann. Die zweite Antenne lii ist derart um eine horizontale Achse 23 schwenkbar angeordnet, dall sie von einer Stahihsiervorrichlung unabhängig von der Fluglage stets in einem bestimmten Winkel zur Flugbahn gehalten werden kann. Wenn also das Flugzeug z. H. schwanzlastig ist, wird die Antenne 16 in F i g. 1 leicht nach unten geneigt. Hei einer einfacheren Anordnung kann statt dessen die Antenne 16 stets in eiiv:m bestimmten Winkel zur Horizontalen gehalten werden.

Die Antennen 14 und 16 sind mit dem Sende- und Empfangsgerät 12 über Leitungen 24 und 26 verbunden. Dem Gerat 12 ist ein Antennenschaller 28 zugeordnet, der die Antennen abwechselnd mit dem Sende- und Empfangsgerät verbindet.

Befindet sich die erste Antenne 14 in ihren Endlagen gemäß F i g. 2, so hat die von ihr aufgenommene Information nur geringen Weit für die Flugzeugbesatzung, da es allein auf die Wetterbedingungen vor dem Flugzeug ankommt. In den Eiulstellungen beeinträchtigt ferner die Antenne 14 nicht wesentlich das Gesichtsfeld der zweiten Antenne 16, während in den Zwischenstellungen eine merkliche Beeinträchtigung vorliegt.

Der Antennenschalter 28 ist deshalb derart gesteuert, daß er das Sende- und Empfangsgerät 12 abwechselnd in denjenigen Zeiten, in denen sich die Antenne 14 in ihren Zwischenstellungen befindet, allein mit der Antenne 14 verbindet, jedoch allein mit ti, ν Antenne 16 verbindet, wenn die Antenne 14 sich in ihren Endstellungcn befindet. So wird ei;-j nützliche Information über das vorausliegende Gelände erhalten an Stelle der verhältnismäßig mit/losen Informationen hinsichtlich des Wetters quer zum Flugzeug, wobei das Gerät 12, das bisher nur für Wetterinformationen verwendet wurde, auch die Geiändcinformation liefert. Es wäre auch möglich, die Antenne 16 nur dann mit dem Gerät 12 zu verbinden, wenn die Antenne 14 sich in ihrer rechten Endstellung befindet, während in der linken Endstcllung eine Höhenmesserantenne angeschaltet, werden könnte.

Der Autennenschalter 28 wird in irgendeiner Weise von der Winkelstellung der Antenne 14 gesteuert. Das Gerät 12 enthält einen normalen Wctterradarempfänger und einen Bildschirm, die verwendet werden, wenn die erste Antenne 14 mit dem Gerät 12 verbunden ist.

Ist die zweite Antenne 16 mit dem Gerät 12 verbunden, so werden Radarimpulsc in einem divergierenden Strahl ausgesandt. Es werden reflektierte Echosignale empfangen und in bekannter Weise von dem Empfangsteil des Geräts «2 demoduliert, so daß sich ein demoduliertes niederfrequentes Echosignal ergibt. Die Verstärkung des Empfangstcils nimmt von einem bestimmten Wert zu Beginn der Aussendung jedes Sendeimpulses an mit der dritten Potenz der se^:t diesem Zeitpunkt verflossenen Zeit zu. Diese Verstärkungszunahme mit der Zeit verhindert, daß reflektierte Signale, die von Ncbenlappen der Senderstrahlungskeule herrühren, eine falsche Betonung erhalten.

Wie früher erläutert wurde, verläuft die Echokurve für ein bestimmtes Objekt, d. h. die Hüllkurve des empfangenen niederfrequenten Echosignals, gemäß F i g. 3. Um eine genaue Entfernungsanzeige solcher Objekte zu erhalten, ist es anzustreben, die Entfernung zu messen, wenn die Kurve sieh in der Nähe eines Maximums befiiulel, das in 1-' i g. .1 mit Mt bezeichnet ist.

Zu diesem Zweck wird gemäß F" i g.-I eine vom Γι empfangenen F.chosigiuu angeleitete Spannung über eine Leitung 32 einem Impulsformer 34 zi.gcfülut. Der Impulsformer 34 erzeugt eine abgeleitete Spannung, die ansteigenden Teilen des Echosignals folgt und auch absteigenden Teilen desselben folgt, bis die

ίο Abstieggeschwindigkeit eine vcirbeslimmte Kate übersteigt. Die abgeleitete Spannung sinkt dann weiter mit dieser vorbestimmten Rate, folgt aber dem nächsten ansteigenden Teil der Echospannung, wenn diese die Spannung übersteigt, auf welche die abgeleitete Spannung inzwischen abgesunken ist.

Die abgeleitete Spannung wird dann einem nicht umkehrenden Eingang 35 eines Differenzverstärkers 36 zugeführt, der eil. Vcrgleichsglied darstellt, dessen Ausgangsspannung auf ».inen nicht umkehrenden Verstärker 38 gegeben wird. Der Ausgang des Verstärkers 38 führt zu einem Schalter 40 und \on dort, falis der Schalter geschlossen ist, zu einer Klemme 41 eines großen Kondensators 42. Die andere Klemme des Kondensators 42 ist geerdet. Die Klemme 41 ist ferner mit dem zweiten Eingang 37 des Verstärkers 36, der eine hohe Eingangsimpedan/ aufweist, verbunden.

Ist also der Schalter 40 geschlossen, so wird die abgeleitete Spannung an den Kondensator 42 angelegt, der einen Spannungsspeicher darstellt. Die Verstärker 36 und 38 bilden eine Gegenkoppltingsschleife mit dem Verstärkungsfaktor 1, so daß die Spannung 'im zweiten Eingang 37 des Verstärkers 36 gleich der Spannung am Eingang 35 ist. 1st der Schalter 40 dagegen geöffnet, so bleibt die spannung am Kondensator 42 im wesentlichen konstant auf dem Wert der abgeleiteten Spannung in demjenigen Augenblick, in welchem der Schalter 40 geöffnet wurde, da der Eingang 37 eine hohe Impedanz aufweist.

■ίο Ist der Schalter 40 offen, so arbeitet der Verstärker 36 im Leerlaut und hat eine sehr hohe Verstärkung. Der Verstärker 36 verstärkt dann die Differenz zwischen der abgeleiteten Spannung am Eingang 35 und der gespeicherten Spannung am Kondensator 42, und zwar ist die Ausgangsspannung des Verstärker:, positiv, wenn die abgeleitete Spannung die gespeicherte Spannung übersteigt, und im umgekehrten Fall negativ.

Die am Ausgang des Verstärkers 36 auftretende Diffcren/spannung wird über eine Leitung 44 und einen Gleichrichter 48 einem Integrationsgrad zugeführt, das aus einem umkehrenden Verstärker 46 und einem dazu parallelgcschalteten Kondensator 47 besteht. Der Gleichrichter 48 gestattet nur den positiven Teilen der Differenzspannung auf der Leitung 44 den Durchgang zum Inlegrationsglied 46, 47. Das Integrationsglicd 46, 47 erzeugt also eine integrierte Differenzspannung, die nur den positiven Teilen der Diffcrenzspannung am Ausgang des Verstärkers 36 entspricht.

Die integrierte Differenzspannung wird über eine Leitung 50 einem Steuerglied zugeführt, das einen Differenzverstärker 52 enthält. Der Differenzverstärker 52 wird ferne über eine Leitung 54 mit einer sägczahnförmig verlaufenden Bezugsspannung versorgt, deren Frequenz gleich der Pulsfrequenz der Sendeimpulse ist. Der abfallende Teil 56 dieser Sägezahnspannung ändert sich linear mit der Zeit in vor-

bestimmter Geschwindigkeit. Der Scheitelwert der Sekunden zugeführt, und die im Kondensator 42 gc-

Bezugsspannung auf der Leitung 54 übersteigt die speicherte Spannung erhöht sich auf den Wert der t

integrierte Differenzspannung auf der Leitung 50. abgeleiteten Spannung, wenn die letztere größer ist. *

aber die Sägezahnspannung wird während des ab- Ist der Schalter 40 geöffnet, so wird die abgeleitete J

fallenden Teils 56 kleiner als dieses Signal. Wenn die 5 Spannung mit der gespeicherten Spannung, die in '

Bezugsspannung auf der Leitung 54 unter die inte- E i g. 3 mit 80 bezeichnet ist. verglichen, und, falls die

giierte Differenzspannung abfällt, wechselt der Aus- abgeleitete Spannug größer ist. wird die positive

gang des Differenzverstärkcrs 52 seine Polarität. Der üifferenzspannung integriert. Da die Diffcrenzspan-

Ausgang des Differenzverstärkers 52 führt über eine nung nicht integriert wird, wenn die gespeicherte

Leitung 58 zu einer Schließvorrichtung 60 für den to Spannung großer als die abgeleitete Spannung ist,

Schulter, die aus einem monostabilen Multivibrator ändert sich die integrierte Dillerenzspannung nur in

besieht. Wenn die Ausgangsspannung auf der Lei- zunehmender Richtung. Da der Verstärker 46 ein

lung 58 ihre Polarität wechselt, gibt dieser Multivi- umkehrender Verstärker ist, hat die integrierte Diffc-

brator einen kurzen Impuls in der Größenordnung renzspannung auf der Leitung 50 eine umgekehrte

von 2 bis IO Mikrosekunden (typisch 5 Mikrosekun- 15 Polarität wie das Signal auf der Leitung 44. Eine Zu-

den) über eine Leitung 62 auf den Schalter 40. Wäh- nähme des Wertes der integrierten Üifferenzspan-

rend dieser kurzen Zeit wird der Schaller 40 gc- nung bewirkt deshalb, daß das Steuerglied 52. 60

schlossen, und die am Kondensator 42 gespeicherte den nächsten Schließimpuls zu einem Zeitpunkt aus-

Spannung folgt während dieses Scliließimpulscs der löst, der später hinsichtlich des Beginns des nächsten

abgeleiteten Spannung auf der Leitung 32. wie oben 10 Sendeimpulses liegt, wodurch die gespeicherte Span-

beschrieben. nung 80 (Fig. 3) sich der abgeleiteten Spannung im

Wenn während des Schließimpulses von 5 Mikro- Scheitelwert 30 der Gebietsechokurve stärker an-

sekunden die vom Echosignal abgeleitete Spannung nähert. Die gespeicherte Spannung 80 nähert sich so

die bereits im Kondensator 42 gespeicherte Spannung se'bsttätig der maximalen abgeleiteten Spannung an

übersteigt, wird die gespeicherte Spannung auf den 25 der Stelle 30. bis schließlich am E.ndc desjenigen

Wert der abgeleiteten Spannung angehoben. Scliließimpulscs. der bereits sehr nahe am Maximum

Die sägezahnförniige Bezugsspannung wird von ausgelöst wird, die gespeicherte Spannung 80 weit-

einem Integrator erzengt, der aus einem Verstärker gehend mit dem Maximum der abgeleiteten Span-

66 besteht, zwischen dessen Ausgang und dessen nung übereinstimmt.

einem Eingang 70 ein Kondensator 68 geschaltet ist. 30 Da der Zeitpunkt, bei welchem das Ende dieses Der andere Eingang des Verstärkers 66 ist geerdet. Schließinipulses von 5 Mikrosekunden Dauer auftritt. Der Verstärker 66 wird an seinem Eingang 70 über sehr genau die Schrägcntfernung des betrachteten eine Leitung 72 mit einem konstanten Strom versorgt. Objektbereiches angibt und da sein Einsatz vom Wert Anfangs hat die Ausgangsspannung des Verstär- des integrierten Differenzspannungssignals auf der ken- 66 einen Maximalwert, aber die Summe der 35 Leitung 50 abhängt, folgt daraus, daß der Wert der Ströme am Eingang 70 ist gleich Null, so daß die integrierten Differenzspannung selbst ein Maß fur Spannung am Kondensator 68 und damit die Aus- die Schrägcntfernung des betreffenden Bereiches ist. gangsspannung des Verstärkers 66 proportional mit Da der Radarstrahl in einem festen Winkel unterhalb der Zeit absinkt. Zur Synchronisierung ist ein Tran-' der Flugbahn des Flugzeuges ausgesandl wird, ist die sistor 74 vorgesehen, dessen Basis über eine Leitung 4° Schrägentfernung gleichzeitig ein Maß der Höhe über 76 mit einem Uhrimpuls aus dem Gerät 12 versorgt Grund, in welcher das Flugzeug den betreffenden Bewird Für die Dauer jedes Uhrimpulses verbindet der reich überfliegen würde, wenn seine Flugbahn un-Transjstor 74 den Eingang 70 des Verstärkers 66 mit geändert fortgesetzt würde. Wenn ferner die einer Spannunesklemmc 78. die einen Gegensirom zu Anderungsgcschwindigkeit des Teils 56 der Sägezahndem obenerwähnten konstanten Strom durch den 45 spannung auf der Leitung 54 abgesehen vom VorEingang 70 fließen läßt. Dadurch kehrt die Ausgangs- zeichen proportional zur Übergrund-Geschvvindigkcit spannung des Verstärkers 66 auf ihren Maximalwert des Flugzeuges gemacht wird, indem die konstante zurück. Somit ist die Wiederhohingsfrequenz der Sttomsiärke auf der Leitung 72 negativ proportional Spannung auf der Leitung 54 gleich der Pulsfrequenz zur Eliigzeuggcschwindigkeit gewählt wird, dann wird der Uhrimpulse. welche ihrerseits auch die Frequenz 5o die integrierte Differen/spannug negativ prodcr ausiiesandlen Impulse bestimmen, wobei der ab- portional zu 'lemjcnigen Zeitintervall, nach welchem sinkende Teil 56 der Sägezahnspannung proportional das Flugzeug über dem betreffenden Bereich anzur Zeit ist. Die Neigung des Teils 56 ist proportional kommen würde, vvcnn seine Flugbahn und seine Ge-711 der Stromstärke in der Leitung 72. schwindiiikeit ungeändert fortgesetzt würden.

Die Sägezahnspannung wird also in fester zeitlicher 55 Sn kann der Pilot eines Flugzeuges mil Informa-Beziduine mit dem Beginn jedes Sendeimpulses er- tionen über die Schrägcntfernung bzw. die Höhe über zeugt. Infolgedessen beginnt das Steuerglied 52. 60 Grund oder mit einem Warnsignal verschon werden, jeden SchlieiAimpuls von 5 Mikrosckimden in einem vvcnn die Schrägcntfernung bzw. die Höhe über Grund Zeitpunkt, der gegen den Beginn jedes Sendeimpuises unter einen vorbestimmten Sicherheitsvvcrt abfällt, um ein Zeitintervall verschoben ist. welches durch ^6o der im übrigen ebenfalls abhängig von der Flugden Augenblicksvvert der integrierten Differenzspan- geschwindigkeit gewählt werden kann. Damit kann mine ;uif der Leitung 50 bestimmt ist. denn der der Pilot dagegen geschützt werden, eine unerkannte Schließimpuls wird ausgelöst, wenn die Sägezahn- Erhebung anzufliegen. Um den Piloten aufmerksam spannung unter die integrierte Differenzspannung zu machen, wenn die Höhe über Grund das vorfällt. 65 bestimmte Minimum unterschreitet, kann eine Wam-Wälirend der Schließ/eil des Schalters 40 wird die vorrichtung vorgesehen sein, die anspricht, vvcnn die vom Echo abgeleitete Spannung, wie erwähnt, dem integrierte Differenzspannung einen bestimmten Wert Kondensator 42 für das kurze Intervall von 5 Mikro- unterschreitet.

Hnlspiechendc Hinzelhciten sind in F i g. 5 darr j gestellt. Die Warnvorrichtung besieht aus einem Ve,-t. j stärker 82. dessen einer Hingang über eine Leitung e 1 84 mit dem Ausgang des Verstärkers 46 verbunden

isi. Der andere Hingang ist an einen Spannungsteiler 86 angeschlossen. Der Spannungsteiler kann so verstellt werden, daB er eine Vergleichsspannimg liefert, welche einer vorbestimmten minimalen Höhe über Grund entspricht (z. H. Ci(K) m). Der Ausgang des Verstärkers 82 ist· mit einer Warnvorrichtung 88 im Cockpit verbunden, die einen hörbaren oder sichtbaren /Mann abgibt. Übersteigt die integrierte Differenzspannimg auf der Leitung 84 die vom Spannungsteiler 86 abgeleitete Spannung, so hat clic Ausgangsspannung des Verstärkers 82 eine bestimmte Polarität, welche die Warnvorrichtung 88 nicht betätigt. Sinkt aber die integrierte Differenzspannung iinUr die Spannung vom Spannungsteiler 86 ab. so wechselt der Ausgang des Verstärkers 82 seine Polarität, und die Warnvorrichtung 88 spricht an. 2η Die integrierte Diffcren/spannuni: wird ferne, über eine Leitung 90 aiii ein Anzeigegerät 91 gegeben, welches das Zeitintervall angibt, nach welchem das Flugzeug über dem betreffenden Bereich ankommen würde, wenn seine Flugbahn und seine Flugi.-schwindigkeit unverändert blieben. Dic-e Anzeigevorrichtung ist normalerweise unwirksam, wird aber durch Betätigung der Warnvorrichtung aktiviert.

Die vom Hchoinipuls abgeleitete Spannung geh! nach dem Verlassen des Impulsformer 34 durch eine Torschaltung 92 und dann zum Lingang 35 des \ ersliirkers 36. Die Torschaltung 92 wird \ovt einem ODI R-Cilied 94 gesieuert. Der Anlennensehaher 28 (Fig 1) ist so ausgebildet, dal.'» er ein Steuersignal während der Zeit abgibt, in welcher die /weile Antenne 16 von dem Sende- und !-!mpfangsgeräl 12 abgetrennt ist. Dieses Steuersignal wird über eine Leitung 96 auf das ODFR-Glied 94 gegeben, wodurch dieses die Torschaltung 92 sperr,, so daU die vom liclii'.mpuls abgeleitete Spannung mehl durchgelassen wird. Das ODLR-Glied 94 hat einen ui F^;iimane98. über den /u IVginn jedes Sehliel.iimpulses für den Schalter 40 auf der Leitung 62 endet. Die Torschaltung, 92 bewirkt auch die Wiederherstellung der Gleichspannungskomponente und legt so die Tiefpunkte der dem Hingang 35 des Verstärkers 36 zugeführlen abgeleiteten Spannung auf einen bestimmten Wert fest.

Das Steuersignal vom Antcnnenschaitcr 28 wird l'erner einem nionostabilen Multi\ ibraioiUli» zugeführt, der übei eine Leitung 108 einen Impuls von IO Millisekunden Dauer abgibt. Dieser Impuls wird zwei Transistoren 110. 112 zugeführt. Die Transistören verbinden für die Dauer dieses Impulses die Kondensatoren 42 und 47 mil Hrde und entladen sie dadurch teilweise. Wenn die Kondensatoren 42 und 4/ nicht regelmäßig teilweise entladen würden, könnte ein Fehler in der Schaltung vor dem Intcgrationsglieil 46. 47 auftreten, der Lkn Wert der integrierten Differenzspannung auf der Leitung 50 nicht unmittelbar beeinflussen würde, so dal.l die Flug.-cugbcsatzung falsche Informationen erhallen könnte. Durch regelmäßige Tcilentladiing der Kondensitoren 42 und 47 bewirken dagegen irgendwelche Fehler ein Absinken der integrierten Dirferenzspannung, wodurch die Warnvorrichtung 88 betätigt wild, als ob die Höhe über (hund kleiner als der unbestimmte Wert wäre.

F-1 g. 5 zeigt ferner eine Ausgestaltung der Schaltungsanordnung, die von besonderem Wert ist. v.enn das Flugzeug seine R.chtung ändert.

Wenn das Flugzeug zunächst geradeaus fliegt und die beschriebene Hinrichtung ein vorliegendes Cclande lesigestellt und die Hntfernung desselben bc- · iv.:hnet hat. so kann bei einem Wendemanöver das (ierät Signale empfangen, die von einem Objekt herrühren, das naher als das vorher fesigestelltc ^,elänc!, .-im Flugzeug hegt. I:.n solches Objekt würde eine /weile Spitze m der Kurve der Hp. ., erzeugen, die vor der Spitze 30 hegt. F-.s kann jedoch vorkommen. daB dieses Ob.ekt erne solche Bescha TcnhcU hat. el.," die von ihm reflckt.erten Signale schwächer als d.e vorher empfangenen Signale sind und dall somit die /weile Spitze niedrigei als die Spitze 3(1 isi. Die zweite

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l-eitim- 76 in Verbindung stein und «iipui·.;. empfängt. Das Flip-Flop 102 isi so aus-[IcK;. dall es ein Signal am Fingani: I»" ^" iiliedes94 während desjenigen Intervalls ul.is /wischen dem ersten negativ en Spannungsiü: in dei vom Verstärker 36 erzeugten Dnluen.·- »pannini!' und dem I-nde des nächsttolgem.en Mrimpulv-, auf der Leitung 76 liegt. Der erwähnte n.-(ative ^pannungsspriuii: tritt auf. wenn da- Dilleiui. »igniil vine Polarität wechselt, entspricht also demjenieen Zeitpunkt, in weichem die abgeluuu Spannung unter die im Kondenstor 42 gespcicum Spannung fällt Die auf du !ulun-3- aiillu . >■-T-ChOS,,,,,,,,,,^ _wiri| _:1|so xon de. Γ..ι-scliallung für d,[-s,s ,,„erxall ,espent. das sjbsne,s,a,n Ik vor der; M₁....,,,, des ^ Mikioseku.idcn dauer m.ui halien. Um dies zu
liihrungsform nach F i g. 5 ein umkehrender Versiärker 114 mit dem Verstärkimgsfakior I \nrnesehen. dessen Fingangsspannung vom Aiisean^ de* Verstärkers 36 auf der Leitung 44 abgeleitet wird.

Die Ausgangsspannung des Verstärkers 114 is, ei'· umgekehrtes Differenzsignal, das dem Signal auf dui leitung 44 entspricht. Dieses Signa! und die Differenzspannung auf eier Leitung 44 werden uemeinsam betätigten Schaltern 116. 1!H zimefiihri Der Schalter 116 ist normalerweise geschlossen tun der andere Schalter 118 normalerweise offen. Dr Differenzspannung auf der Leitung 44 kann übe, der Schalter 116 und den Gleichrichter 48 auf das Inie i;rationsglied 46. 47 gelangen. Die umuekehiu biffeicn/spannung kann über den Schalter 118 ur.i einen umgekehrt angeordneten Gleichrichter 12( ebenfalls auf das Integrationsglied 46. 47 eelansien Die Sehalter lift. 118 werden durch die Aiisuanus sp.innuni! des Dilfuen/verslärkers 52 auf der I ei tun'.: 58 gesk-ueil. und zvvai derart, dal.! wählend ilei /eil. bevor die \iis;';mi'.ss|iann,mg aiii der 1 citun-'5>

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ihre Polarität wechselt und den monostabilen Multivibrator 60 betätigt, der Schalter lift offen und der Schalter MH geschlossen ist. Die Sehaller kehren zu ihren in Piy.fi gezeigten Ruhezuständen zurück, wenn der Ausgang des Differenzverstärkers 52 aiii 5 der Leitung 58 seine Polarität wechselt.

Die Polarität des Differenzsignals, das dem Integrationsglied 46, 47 /ugcliihrt wird, wird somit während einer Zeit, die jedem Schlicßimptils von Mikrosekunden Dauer vorangeht, umgekehrt. Der Differenzverstärker 52 paßt dann die vom Kondensator 42 gespeicherte Spannung durch entsprechende Verschiebung des Hinsatzes des Schließimpulses so an, daß die gespeicherte Spannung sich stärker einem Maximalwert der abgeleiteten Spannung nähert. welcher der erwähnten zweiten Spitze zugeordnet ist. »lic in der betreffenden Zeit auftreten kann, statt sich demjenigen Wert der abgeleiteten Spannung zu nähern, die der Spitze 30 zugeordnet ist. Dieses zweite Maximum entspricht verhältnismäßig schwachen reflektierten Signalen, die von näheren Gdändetcilen herrühren können, welche erst während eines Wendemanövers erfaßt werden. So kann eine genaue Entl'eriHingsanzeige des jeweils nächstliegenden Geländeobjektes erzielt werden.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Inipulsradarempfänger für Flugzeuge zur Entfernungsanzeige schräg nach unten vorausliegender (ieländehindernisse. dadurch gek e η η ζ e i c Ii η c t, daß ein Schalter (40) vorgesehen ist. der eine dem Videosignal in etwa proportionale Spannung in aufeinanderfolgenden kurzen Schließintervallen einem Spannungsspeicher (42) zuführt, daß eine die Differenz zwi- sehen dem Augenblickswert der videoproportionalen Spannung und der gespeicherten Spannung bildende Stufe (36) und eine diese Differenz, wenn die abgeleitete Spannung größer als die gespeicherte Spannung ist. integrierende Stufe (46. 47) vorgesehen sind, daß ein Steuerglied (52. 60) vorgesehen ist, welches jedes Schießintervall jeweils nach der Aussendung eines Sendeimpulses einleitet, wobei das Schließintervall durch den Wert der integrierten Differenzspannung bestimmt ist. und daß die integrierte Differenzspannung !ils das der Anzeigevorrichtung (91) zugeführle l-intferniingsmaß dient.

2. Impulsradarempfänger nach Anspruch 1. tiadurch gekennzeichnet, daß ein Sägezahngenerator (66. 68) vorgesehen ist. der in fester zeitlicher Beziehung mit dem Einsatz jedes Sendeimpulses eine Sägezahnspannung (56) mit vorbestimmter zeitlicher Änderung erzeugt, und daß das Steuerglied (52, 60) den Einsatz eines Schließintervalls jedesmal dann freigibt, wenn die Sägezahnspannung einen vorbestimmten Relativwert bezüglich der integrierten Differenzspannung erreicht.

3. Impulsradarempfänger nach Anspruch 2. tiadurch gekennzeichnet, daß die differenzbildende Stufe (36) aus einem Verstärker mit zwei Eingängen besteht, dessen einer Eingang (35) eine in etwa dem Videosignal entsprechende Spannung empfängt und der eine Gegenkopplungsschleife mit dem Verstärkungsfaktor 1 aufweist, wobei sich ir. der Gegenkopplungsschleifc der Schalter (40) befindet und die Schleife an einem zweiten Eingang (37) des Verstärkers endet, daß der Spannungsspeicher aus einem Kondensator (42) besteht, der von der am zweiten Eingang (37) des Verstärkers auftretenden Spannung aufgeladen wird, daß das Steuerglied einen Differenzverstärker (52) enthält, dem die integrierte Differenz-Spannung an seinem ersten Eingang (50) zugeführt wird und der eine Ausgangsspannung von vorbeslimmter Polarität erzeugt, wenn die Spannung am ersten Eingang (50) des Differenzverstärkers die am zweiten Eingang (54) angelegte Sägezahnspannung übersteigt, daß der Sägezahngenerator (66) jedesmal dann ausgelöst wird, wenn ein Radarimpuls ausgesandt wird und dann eine angenähert linear mit der Zeit zunehmende Spannung erzeugt, und daß das Steuerglied ferner eine Schließvorrichtung (60) enthält, die jedesmal ausgelöst wird, wenn der Differenzverstärker (52) die Ausgangsspannung mit vorbestimmter Polarität abgibt und dann den Schalter (40) während eines festgelegten Schließintervalls schließt.

4. Impulsradarempfänger nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß zur Feststellung der Polarität der Differenzspannung ein Gleichrichter (48) vorgesehen ist. daß eine zweite Speiseleitung mit einem weiteren Gleichrichter (12IM entgegengesetzter Durchlaßrichtung vom Ausgang des Vergleichsverstärkers (36) mit zwei Eingängen zu dem Integrationsglied (46. 47) füliii und von einem elektronischen Schalter (112) gesteuert wird, daß zwei Schalter (116. 118). von denen immer einer geschlossen und der anden. offen ist, je in eine der beiden Leitungen zum Integrationsglied (46. 47) eingeschaltet sind um! daß der Differenzverstärker (52) bei einem bestimmten Wert der integrierten Diffcrenzspannuiu¹ den einen Schalter öffnet und den anderen Scha! ter schließt.

5. Impulsradarempfänger nach einem der voihergehenden Ansprüche, gekennzeichnet dual, ein Vcrgleichsglied (82) zum Vergleichen der integrierten Differenzspannung mit einer Eichspaunung und zur Betätigung einer Warnvorrichtung (88). wenn die integrierte Differenzspannuni, kleiner als die Vergleichsspannung ist.

6. Impulsradarempfänger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Echocmpfänger einen Verstärkungsfaktor autweist, der von einem vorbestimmtei Wert beim Einsatz des Sendeimpulses ausgeheiu gemäß der dritten Potenz der seit diesem Zeit punkt verstrichenen Zeit zunimmt.

7. Impulsradarempfänger nach einem der \o; hergehenden Ansprüche, gekennzeichnet diii';:l einen Impulsformer (34). der das vom Echo empfänger abgegebene Videosignal derart um formt, daß die abgeleitete Spannung ansteigendei Teilen des Videosignals folgt und absteigende! Teilen desselben ebenfalls folgt, bis die Abnahme geschwindigkeit einen vorbestimmten Wert über steigt, woraufhin die abgeleitete Spannung weite mit dieser vorbestimmten Geschwindigkeit ab sinkt, wobei jedoch dem nächsten ansteigende Teil des Videosignals Heder gefolgt wird, wen dieses die Spannung übersteigt, auf welche di abgeleitete Spannung abgesunken ist.

8. Impuisradarempfänger nach einem der \oi

hergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Schaltungsanordnung (72, 74), dl·.* ein von der Geschwindigkeit des Flugzeugs über Grund abhängiges Signal empfängt, sowie dadurch gekennzeichnet, daß aus diesem Signal und aus der Entfernungsangabe eine Anzeige über ein Zeitintervall abgeleitet wird, nach welchem das Flugzeug über dem Geländeteil erscheinen wird, dessen Entfernung gemessen wurde.

9. Impulsradarempfänger nach Anspruch 8 Unter Rückbeziehung auf Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordnung (72. 74), der ein von der Fluggeschwindigkeit

abhängiges Signal zugeführt wird, mit dem Sägezahngenerator (66) derart verbunden' ist. daß die Anderungsgeschwindigkeit der Sägezahnspannung (56) eine Funktion der Fluggeschwindigkeit ist.

U). Impulsradiircmpfängcr mich Anspruch S oder ⁽), dadurch gekennzeichnet, <..l<iß außer der geneigten Antenne (16) eine weitere Antenne (14) zur Überwachimg eines anderen Raumbereiches vorgesehen ist und daß ein Antennenschalter (28) die beiden Antennen abwechselnd für bestimmte Zeitintervalle mit dem Sender des Radargerätes (12) verbindet.

Hierzu 1 Blatt Zcichnunecn