DE2020788C3 - Verfahren zur stereoskopischen Abbildung eines Radarbildes - Google Patents
Verfahren zur stereoskopischen Abbildung eines RadarbildesInfo
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- DE2020788C3 DE2020788C3 DE19702020788 DE2020788A DE2020788C3 DE 2020788 C3 DE2020788 C3 DE 2020788C3 DE 19702020788 DE19702020788 DE 19702020788 DE 2020788 A DE2020788 A DE 2020788A DE 2020788 C3 DE2020788 C3 DE 2020788C3
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Description
Die Erfindung bezieht sich au." ein Verfahren zur Itereoskopischen Abbildung eines Radarbildes unter
Verwendung eines linken und eines rechten BiId- »chirmes, von denen nur jeweils einer von dem ent-Iprechenden
Auge des Beobachters deckungsgleich beobachtet wird, sowie einer zeilenweisen Abtastung
der zu beobachtenden Geländeabschnitte mit Hilfe einer Antenne, deren Strahl schwenkbar ist und über
die eine kontinuierliche Folge von Mikrowellen-(Laser-)Impulsen
ausgesandt wird, wobei den Ablenksystemen für die Horizontal- und Vertikalablenkung
beider Schirme, abhängig von der Art dieses Systems, entweder Spannungen oder Ströme zugeführt werden,
die proportional dem Azimut- bzw. Elevationswinkel sind, unter dem ein Aufpunkt im betreffenden Geländeabschnitt
vom Antennenstandpunkt aus gesehen wird. und vom Abstrahlungswinkel der Antenne gesteuert
werden, und wobei zu der die Horizontalablenkung bewirkenden Spannung oder dem entsprechenden
Strom beim einen Bildschirm eine zum Quotienten aus der wählbaren und die Stärke des räumlichen
Sehens bestimmenden virtuellen Basislänge und der zwischen dem Aufpunkt und dem Antennenstandort
gemessenen Entfernung proportionale zusätzliche Spannung bzw. ein entsprechender zusätzlicher Strom
addiert wird, und der Betrag dieser zusätzlichen Spannung bzw. des entsprechenden Stromes beim Horizontal-Ablenksystem
des anderen Bildschirmes subtrahiert und die Basislänge durch eine einstellbare Gleichspannung nachgebildet und die vom Antennenstandort
zum Aufpunkt jeweils gemessene Entfernung als dieser Größe proportionale Spannung bzw. proportionaler
Strom geliefert wird.
Das gewöhnliche Darstellungsverfahren für ein Radarbild mit Zielkennzeichnung durch Hellsteuerung
der nur schwach aufgehellten, im Takt der Abtastung bewegten Zeitachse ist eine Aufzeichnungsart
auf einer ebenen Fläche, so daß keine räumliche Bildwiedergabe erreicht werden kann. Zur Erzielung einer
Darstellung mit allen Rauminformationen, beispielsweise über einen bestimmten abzutastenden Geländeabschnitt,
sind zwei verschiedene Darstellungen nc'-wendig. Die eine Darstellung zeigt z. B. den Elevationswinkel
und den Azimutwinkel des Zieles und die andere Darstellung die Zielentfernung und den Elevationswinkel
des Zieles jeweils in rechtwinkligen Koordinaten. Bei Radaranlagen mit einem hohen Auflösungsvermögen
und hoher Entfernungsgenauigkeit läßt sich die Entfernung auch digital ermitteln und
anzeigen. Die genannten Darstellungsweisen Iuι die
Entfernung von Zielen und allen anderen Lageinformaiionen sind jedoch sehr unanschaulich, da sie nicht
den menschlichen Sinnesorganen angepaßt sind. Die Informationsdarstellung sollte möglichst den größten
Teil der Arbeit demjenigen Gebiet des menschlichen s Gehirns überlassen, der unbewußt und daher nicht
unmittelbar anstrengend Informationsverarbeitung zu leisten vermag. Statt dessen werden die Informationen
auf einer Vielfalt von Instrumenten oder Bildschirmen angezeigt, über die der Beobachter erst nach anstrengender
und zeitraubender Denktätigkeit zu den gewünschten Rückschlüssen gelangt.
Eine stereoskopische Radarbilddarstellung, die einen
anschaulichen Überblick eines zu beobachtenden räumlichen Geländeabschnittes gestattet, ist aus der
deutschen Offenlegungsschrift 15 48 523 bekannt. Danach wird mit Hilfe einer beweglichen Antenne der zu
beobachtende Geländeabschnitt mit einer kontinuierlichen Folge von Mikrowellen oder Laserimpulsen
zeilenweise abgetastet und das Radarbild als erstes Teilbild auf einer Bildröhre dargestellt, deren Elektronenstrahl
in bezug auf seine Helligkeit durch die reflektierte Strahlung gesteuert und synchron zu den
Bewegungen der Antenne durch eine linear ansteigende, der Abweichung proportionale Ablenkspannung
abgelenkt wird. Das zweite Teilbild des gesamten Stereobildes wird auf einer zweiten, in gleicher Weise
arbeitenden Bildröhre aus den Informationen des erstgenannten Bildes dadurch gewonnen, daß zu der
linear ansteigenden und mit der Größe der Ablenk-.10
spannung für den Elektronenstrahl der erstgenannten Bildröhre übereinstimmenden Zeilen-Ablenkspannung
dei zweiten Bildröhre eine mit der Sendeimpulsfolge synchronisierte, jeweils mit der Aussendung eines
Sendeimpulses beginnende und vor dem nachfolgenden Sendeimpuls endende, ebenfalls ansteigende Zusatzablenkspannung
addiert wird. Bei Auftreffen eines Sendeimpulses auf einen reflektierenden Gegenstand
und Rückkehr dieses Impulses wird der Empfangsimpuls dieses Gegenstandes um so weiter gegenüber
der Anzeige auf der ersten Bildröhre verschoben, je weiter der Gegenstand vom Antennenstandort entfernt
ist. Bei Verwendung der ersten Bildröhre als linkes Teilbild wird die entfernungsabhängige Verschiebung
nach links, bei der zweiten Bildröhre nach rechts vorgenommen und umgekehrt. Bei diesem bekannten
Verfahren zur stereoskopischen Abbildung eines Radarbildes besteht jedoch keine gleichartige
Ansteuerung für die Horizontalablenksysteme beider Bildschirme, da für das eine Bildröhrensystem eine
speziell ausgebildete Impulsformeinrichtung zur Erzeugung der ansteigenden, mit der Sendeimpulsfolge
synchronisierten Zusatzablenkspannung vorgesehen
sein muß.
Aus der USA.-Patentschrift 27 18 000 ist eine Ein-
Aus der USA.-Patentschrift 27 18 000 ist eine Ein-
richtung zur stereoskopischen Darstellung eines Radarbildes unter Verwendung eines linken und einei
rechten Bildschirmes bekannt, von denen nur jeweils einer von dem entsprechenden Auge des Beobachter!
deckungsgleich beobachtet wird, sowie einer /eilen
weisen Abtastung der zu beobachtenden Gelände abschnitte mittels einer Antenne, deren Strahl schwenk
bar ist und über die eine kontinuierliche Folge voi Mikrowellenimpulsen ausgesendet wird. Den Svsie
men fur die Horizontal- und Vertikalablenkung de
beiden Schirme werden dabei über Potentiometer abgriffe Spannungen zugeführt, die proportional den
Azimut- bzw. Elevationswinkel sind, unter welchen ein Aufpunkt im betreffenden Geländeabschnitt von
Antennenstandpunkt aus gesehen wird. Zu der die Horizontalablenkung bewirkenden Spannung wird
beim einen Bildschirm eine dem Quotienten aus der wählbaren und die Stärke des räumlichen Sehens
bestimmenden virtuellen Basislänge und der zwischen s dem Aufpunkl und dem Antennenstandort gemessenen
Entfernung proportionale zusätzliche Spannung addiert. Beim Horizontalablenksystem des anderen Bildschirmes
wird diese zusätzliche Spannung subtrahiert. Die zusätzlich addierte bzw. subtrahierte Horizontalablenkspannung
wird entsprechend F i g. 4 dieser USA.-Patentschrift durch die von jedem Sendeimpuls
ausgelöste Ladung eines Kondensators erzeugt. Während der Pausen zwischen den Sendeimpulsen entlädt
sich der Kondensator über einen Widerstand und er- is
zeugt somit eine Signalspannung, die im wesentlichen zeitproporlional abnimmt. Die Radar-Echoimpulse
werden den Intensitätssteuerelektroden zugeführt, so daß stets bei Eintreffen eines Radar-Echoimpulses
die Röhren hell getastet werden, und zwar an denjenigen Stellen, die zum einen dem jeweiligen gemeinsamen
Vertikalablenkwert und zum anderen dem zusammengesetzten Horizontalablenkwert entsprechen.
Es wird bei dieser bekannten Schallung somit bei jeder Azimutabtastung der Spannungsverlauf über
dem gesamten zusätzlichen Horizontalablenkspannungsbereich den zugeordneten Elektroden zugeführt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein bezüglich der Variation des Horizontalablenkspannungswerts
zweckmäßigeres Verfahren zur Ansteuerung zweier Bildröhren bei einem Stereo-Radargerät zu schaffen.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß nach dem Start eines jeden Sendeimpulses
in einer die Dauer des Sendeimpulses übersteigenden Zeit zwei jeweils einer Bildröhre zugeordnete, in Serie
zueinander liegende, gleich bemessene Kondensatoren durch eine einstellbare Spannungsquelle auf eine
festgelegte Spannung aufgeladen werden, daß nach der Aufladezeit dieser beiden Kondensatoren die
Spannungsquelle abgeschaltet wird und die Kondensatoren auf zwei parallel zu ihnen angeordnete Widerstände
so entladen werden, daß die Kondensatorspannungen proportional mit der Zeit abnehmen und
beim Aussenden des nächsten Sendeimpulses vollständig entladen sind, daß beim Empfang eines Radarechos
zwischen zwei Sendeimpulsen die an den beiden Kondensatoren anstehende Spannung auf zwei weitere,
jeweils parallel zu diesen einschaübarc Kondensatoren gegeben wird, die gleich bemessen sind,
jedoch eine geringere Kapazität als die an die Spannungsquelle anschaltbaren Kondensatoren aufw-eisen
und jeweils mit einem parallel dazu angeordneten, so bemessenen Entladewiderstand versehen sind, daß
diese Entladezeitkonstante groß gegen die Dauer zwischen zwei Sendeimpulsen ist und somit die Spannung
an diesen weiteren Kondensatoren bis zum nächsten Radarecho erhalten bleibt, und daß die an
den weiteren Kondensatoren liegenden gleich großen Spannungen den beiden Bildröhren als zusätzliche
Horizontalablenkspannungen zugeführt werden, so daß die Elektronenstrahlen der beiden Röhren im
gleichen Maße, jedoch in gegengesetzter Richtung horizontal ausgelenkt werden.
Es wird somit der jeweils herrschende, die Reflexionsobjektentfernung
beinhaltende Horizonlalablenkwert am ersten Kondensatorpaar ausgetastet und über einen eigenen zusätzlichen Kondensatorspeicher
der Bildröhrenelektrodcn für die Horizontalablenkung zugeführt. Die Speicherung dauert zumindest
bis zum nächsten empfangenen Echoimpuls. Hat sich clic Echolaufzcit, d.h. die Entfernung des
Rcficxionsobjcktes, geändert, so ist auch die den Stereoeffekt hervorrufende Korrekturspannung, die
der nur den A/imulwinkel angebenden Hori/onuilablenkspannung
überlagert ist. gegenüber dem vorhergehenden Wert unterschiedlich. Dies bewirkt einen
anderen Auslaslwcrl für den zusätzlichen Kondensatorspeicher.
Die Variation des jeweiligen gesamten Horizontalablenkspannungswertes ist somit von einer
Azimutabtastung zur nächsten Abtastung erheblich geringer als bei der bekannten Schaltung nach der
USA.- Patentschrift 27 18 000.
Damit ein möglichst wirklichkeitsgetreues Stereobild entsteht, wird die Helligkeit der Bildpunkte beider
Bildschirme zumindest annähernd proportional der Reflcxionsintcnsilät des vom jeweiligen Aufpunkt reflektierten
Radarechos moduliert.
Die Problemstellung und Einzelheiten eines Ausführungsbeispiels
nach der Erfindung sind an Hand von vier Figuren näher erläutert.
F i g. 1 a und 1 b dienen der Ableitung der trigonometrischen Beziehung,
F i g. 2 zeigt eine Schirmbilddarstellung,
F i g. 3 ein Schallungsbeispiel zur erfindungsgeinäßen
Ansteuerung zweier Bildröhren und
F i g. 4 einen Ablaufplan für die Radarsende- und -empfangsimpulse.
Fig. la zeigt den räumlichen Arbeitsbereich eines
Stereo-Radars im Grundriß und Fig. Ib im Seitenriß.
Fs stellt dar:
A den Antennenstandpunkt.
P einen Aufpunkt im Gelände.
7 und H den Azimut- bzw. Elcvationswinkcl. unter dem der Geländeaufpunkt P vom Antennenstandort A aus geseher, wird.
7 und H den Azimut- bzw. Elcvationswinkcl. unter dem der Geländeaufpunkt P vom Antennenstandort A aus geseher, wird.
α den seitlichen Abstand des Aufpunktcs P
von der Azimut-Nullinic des Systems.
/·,, die Komponente der Entfernung r des AufpunktcsP auf der Nullinie für den
Azimuiwinkel 7 und den Elevationswinkcl
i).
h die halbe Basislänge bei Sterco-Darstcllung,
r,. ν,: r,. γ-, den Entfcmungsvektor bzw.. Azimutwinkel
unter der Annahme, daß der Antennenstandort A um ■. b seil lieh
verschoben ist.
Die Maximal- bzw. Minimalwerte von r. 7 und <''
begrenzen jeweils den Wirkungsbereich des Radargerätes. Es lassen sich folgende Beziehungen ablesen
tg9 = — .
tg 7;
ig v.
tg 7,
a~b
= — + — = tg 9 + —
Ό
b
b
/•,ι = r ■ cos
</
tg y, = Ig ν
r ■ cos 7
b
2 ν ■ cos 7
V1 = arctg (lg., +
= an:
g „
Beschränkt man sich auf kleine Winkel (ν,,,,,Λ.,
O11111x = etwa 30'), so kann man ohne Einbuße an
Genauigkeit für diese Anwendungen tg y = y und cos y = 1 setzen. Man erhält dann die Beziehungen
F i g. 2 zeigt die Darstellungsweise von Geländepunkten entsprechend den Bildpunkten auf einem der
beiden Bildschirme, y,. y2 und "' werden als horizontale
bzw. vertikale Ablenkung eines Bildpunktes ρ winkelproportional mit der Proportionalitätskonstante
ί· auf je einem Bildschirm dargestellt, wobei der
Winkel y, für den einen Schirm und der Winkel y2
für den anderen Schirm gültig ist. Wird dafür gesorgt,
daß die Helligkeit der Bildpunkte P beider Bildschirme ungefähr proportional der Reflexionsintensität
des jeweiligen Radarechos moduliert ist und daß jeweils ein Auge des Beobachters nur eines der
Schirmbilder deckungsgleich beobachtet, so wird der gewünschte Stereoeffekt erzielt.
Die Größe der zweifachen Basislänge 2b bestimmt die Intensität des räumlichen Sehens. Sie ist zweckmäßig
dem Entfernungsbereich des Radargerätes angepaßt, kann aber in Grenzen beliebig gewählt
werden und ist im allgemeinen wesentlicher größer als der Augenabstand.
F i g. 3 zeigt die beiden nebeneinander angeordneten
Bildröhren Bl und Bl jeweils mit einem Plattenablenksystem Tür die Vertikalablenkung, das an einer
winkelproportionalen Spannung U liegt, und einem Phttenablenksystem für die Horizontalablenkung.
«Has von einer winkel proportionalen Spannung Ur betätigt
wird. Zur Darstellung der Winkel y und 0 für Üen Azimut- bzw. die Elevation auf den Bildschirinenßl
und Bl dienen die winkelproportionalen Spannungen LZ9 und ϋ . die von den Winkelstellungen
der Antenne gesteuert werden. Bei Systemen mit !magnetischer Ablenkung können diese Spannungen
ftiühelos mit üblichen Schaltungen in proportionale Ströme verwandelt werden. Zur Wiedergabe der die
Entfernung angebenden Winkel
Vi = 7
7; = 7
h
r
muß der Horizontalablenkspannung U,, eine Spannung
proportional zu ± " überlagert werden. Es
können hierzu quotientenbildende Schallungen ver-S
wendet werden, wobei die halbe Basislänge h durch
eine einstellbare Gleichspannung nachgebildet wird und die vom Antennenstandort A zum Aufpunkl /'
jeweils gemessene Entfernung r als dieser Größe proportionale Spannung geliefert wird. Die in F i g. 3
ίο dargestellte Schaltung zeigt eine solche Möglichkeit
und wird unter Zuhilfenahme des Impulsplanes nach F i g. 4 im folgenden erläutert. Beim entfernungsmessenden
Radar beträgt die Zeit zwischen zwei gesendeten Impulsen i0. Diese Zeit f0 ist so kurz, daß innerhalb
dieser die Ablenkspannung (Λ als praktisch konstant angesehen werden kann. Wird ein Sendeimpuls
der Dauer Ii1 gestartet, so wird ein elektronischer
Schalters! von seiner Stellung0 auf die
Stellung 1 gelegt. Zwei andere elektronische SchalterS2
und S3 verbleiben in der Stellung 0. Zwei gleich bemessene Kondensatoren Cl laden sich nach
dem Sendeimpuls in der Zeit 112 jeweils auf die halbe
Spannung einer Spannungsquelle Uh auf. die ein Maß
für die Basislänge ist. Nach dieser Zeit 1 f2 geht der
2s Schalter Sl wieder in die Stellung 0. und die beiden
Kondensatoren Cl entladen sich über zwei ihnen parallelgeschaltete Widerstände R 1 so. daß die Kondensatorspannung
der Kondensatoren Cl proportional mit der Zeit ί abnimmt und nach der Zeit f()
to gleich Null ist. Nach der Zeit it, wird im Radarempfänger
ein Echo auf den Sendeimpuls empfangen. Dann gehen für die Zeit If, die beiden Schalter Sl
und S3 in Stellung I und laden zwei weitere Kondensatoren Cl in der Zeit ff, auf die zu dieser Zeit
an den Kondensatoren Cl liegende Spannung auf. Die Kapazität der Kondensatoren Cl ist gleich groß,
jedoch bedeutend kleiner als diejenige der Kondensatoren Cl. Die Zeitkonstante Rl - Cl ist groß gegen
die Zeil r„ zwischen zwei Sendeimpulsen. so daß diese
Spannung bis zum nächsten Radarecho erhalten bleibt. 1st nach dem Start die Zeil f() vergangen, so
wiederholt sich der Vorgang. Hat die Zeit rr bis zum Eintreffen des Echos diesmal einen anderen Wert als
vorher, hat sich also die Entfernung geändert, so ist
auch die der Spannung U9 überlagerte Korrekturspannung
an den Kondensator C 2 im entgegengesetzten Sinne für die beiden Bildröhren eine andere.
Dadurch, daß die Schallung symmetrisch aufgebaut ist. verlaufen die Korrekturen in gleichem Maße auf
den beiden Bildschirmen ohne zusätzliche Maßnahmen in gegengesetztem Sinn.
Für eine optimale Stereowirkung steht die Entfernungsauflösung zu einer gegebenen Azimut-Winkelauflösung
zweckmäßig in dem nachfolgend abgeleiteten Verhältnis.
Es ist wie vorher bereits abgeleitet.
71.2 = C(v ±
Die Abweichungen Iy12 von den Sollwerten 71
und y2 sollen möglichst klein sein.
Das totale Differential von 9, ist
Das totale Differential von 9, ist
dr
V"
r~
Ir
609 618/143
Die beiden Fehleranteilc 17 und r, · Ir sind in
vorteilhafter Weise etwa gleich.
Dann ist
Dann ist
I, = , · Ir
Die geforderten Genauigkeiten
Ir
in der Entfernungsmessung ist bei gegebener Winkelauflösung I7
für die kleinste Arbeitsentfernungr„,in am größten:
sie ist
Das Stereo-Radar nach der Erfindung ist demnach zweckmäßig so konzipiert, daß diese Beziehung erfüllt
ist.
Ähnlich wie beim Scherenfernrohr ist es zweckmäßig, auf den Bildschirmen künstliche Entfernungsmarken
mit Entfernungsmeßzahl einzublenden. Sie erscheinen dann wie im Raum verteilt, so daß die
Entfernung von der Antenne zu einem Geländepunkt abgelesen werden kann, der in gleicher Entfernung
wie eine der Marken zu stehen scheint.
Ein anderes Verfahren zur Entfernungsmessung besteht darin, daß man periodisch künstliche Echos
mit von Hand einstellbarer, konstanter Laufzeit einblendet. In der Geländedarstellung erscheint dann
eine in der Tiefe verschiebbare, helle Linie, die man auf den zu vermessenden Punkt im Gelände einstellt.
Die Entfernung wird z. B. an der Handbedienung abgelesen.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel eines derartigen Radargerätes mit Ausnahme der schon
ausführlich beschriebenen Schirmbilddarstellung kurz umrissen. Ein typischer räumlicher Ausschnitt, der für
viele Anwendungsfälle ausreichen wird und etwa dem Ausschnitt einer Amateurkamera mit Normalbrennweite
entspricht, wird durch einen Azimutwinkel von ±20 und einen Elevationswinkel von ± 15' umrissen.
Bei einer Halbwertsbreite der Antennenbündelung von Γ in beiden Richtungen kann man diesen Raumwinkel
bei waagerechter Zeilenabtastung mit 30 Zeilen zu je 40 Bildpunkten, insgesamt also mit 1200 Bildpunkten
abtasten. Bei einer Halbwertsbreite von 0,5° erhält man 4800 Bildpunkte.
Bei einer maximalen Entfernung von 12 km ist zweckmäßig die Pulswiederholungsfrequenz für eine
eindeutige Entfernungsmessung nicht größer als 12,5 kHz. Begnügt man sich bei der Abtastung mit
einem Impuls pro Raumwinkel-Element, so kann
35
40 man den gesamten Raumbereich mil einem Inhalt von 1200 Bildpunkten bei 12 500 Impulsen pro Sekunde
rund lOmal pro Sekunde abtasten und zur Darstellung bringen.
Bei einer solchen Abtastgeschwindigkeit empfiehlt sich die Anwendung einer elektronischen Strahlrichlungsanderung
mit Hilfe einer Phased-Array-Antenne oder beim Arbeiten mit Laserstrahlen die Benutzung
eines Systems von Drehprismen oder -spiegeln.
Die Aufzeichnungszeit für ein Bild beträgt somit etwa ' 10 Sekunden, für eine Zeile ' w Sekunden. Soll
das Gelände von einem mit einer Geschwindigkeit von z. B. 0,9 Mach (300 m/sec) fliegenden Flugzeug
betrachtet werden, so legt dieses pro Zeile I m. pro Bild 30 m zurück. Die hierdurch bedingte Verzerrung
des Bildes ist für die Azimut-Dimension nicht feststellbar. In der Elevationsrichtung ergibt sich für den
Nahbereich des betrachteten Geländes (r„„„ 7. B.
= 150 m) eine gewisse Verzerrung, weil sich die Radarantenne
zwischen der Zeit der ersten Zeilenabtastung (unterer Teil des Bildes) und der letzten
Zeilenabtastung (oberer Teil des Bildes) um 30 m weiterbewegt und damit ihren Blickwinkel geändert
hat. Die Informationen über die Eigenbewegung über Grund, die z. B. einem bordeigenen Doppler-Navigator
entnommen werden können, liefern die Möglichkeit einer einfachen automatischen Entzerrung
des Bildes, indem der Ablenkspannung für die Elevation bei der Darstellung auf den Bildschirmen eine
entsprechende Korrekturspannung überlagert wird.
Bei Anwendung in Flugzeugen kann die Beobachtung des Bildes durch den Piloten mit Hilfe einer fest
installierten Optik zu einer Behinderung in seiner weiteren Tätigkeit führen. In diesen Fällen wird daher
die Benutzung einer leichten, am Kopf des Piloten befestigten Optik empfohlen, die über eine Faser-Optik
mit den beiden Bildschirmen verbunden ist.
Eine Wiedergabe des Geländes in einem Entfernungsbereich
von 150 m bis 12 km »mit einem Blick« ist verhältnismäßig schwierig durchzuführen, weil die
Unterschiede in den Echointensitäten sehr groß sind und an die Nebenkeulendämpfung der Richtantenne
hohe Anforderungen gestellt werden müssen. Hier ist ein Konzept mit Entfernungsbereichs-Umschaltune
zweckmäßig. z.B. 150m - 4000m und 600m
12 000 m. oder ein Konzept mit von Hand einstellbarer gleitender Einstellung des Empfänger-Regelbereiches. Hierbei ist jeweils nur ein von Hand wählbarer Teil des gesamten Tiefenabschnitts gut sichtbai ausgeleuchtet. Wenn an Landebahnen Transponder ketten als Begrenzungsmarkierung aufgestellt werden so läßt sich das obengenannte Problem auf der Basi< der Sekundärradartechnik in sonst gleicher Weise leichter lösen. Jedoch ist das Verfahren dann au derart ausgerüstete Landebahnen beschränkt.
12 000 m. oder ein Konzept mit von Hand einstellbarer gleitender Einstellung des Empfänger-Regelbereiches. Hierbei ist jeweils nur ein von Hand wählbarer Teil des gesamten Tiefenabschnitts gut sichtbai ausgeleuchtet. Wenn an Landebahnen Transponder ketten als Begrenzungsmarkierung aufgestellt werden so läßt sich das obengenannte Problem auf der Basi< der Sekundärradartechnik in sonst gleicher Weise leichter lösen. Jedoch ist das Verfahren dann au derart ausgerüstete Landebahnen beschränkt.
Zur Betrachtung der beiden Bildschirme könner z. B. Polarisationsbrillen oder Grün- und Rotbrillei
benutzt werden, wobei im letzten Fall jede der beidei
Bildröhren einsprechend als Farbröhre ausgeführt ist
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentansprüche:I. Verfahren zur stereoskopischen Abbildung eines Radarbildes unter Verwendung eines linken und eines rechten Bildschirmes, von denen nur jeweils einer von dem entsprechenden Auge des Beobachters deckungsgleich beobachtet wird, sowie einer zeilenweisen Abtastung der zu beobachtenden Geländeabschnitte mit Hilfe einer Antenne, deren Strahl schwenkbar ist und über die eine kontinuierliche Folge von Mikrowellen-(Laser-)lmpulsen ausgesandt wird, wobei den Ablenksystemen für die Horizontal- und Vertikalablenkung beider Schirme, abhängig von der Art dieses Systems, entwedei Spannungen oder Ströme zugeführt werden, die proportional dem Azimutbzw. Elevationswinkel sind, unter dem ein Aufpunkt im betreffenden Geländeabschnitt vom Antennenstandpunkt aus gesehen wird, und vom Abstrahlungswinkel der Antenne gesteuert werden, und wobei zu der die Horizontalablenkung bewirkenden Spannung oder dem entsprechenden Strom beim einen Bildschirm eine zum Quotienten aus der wählbaren und die Stärke des räumlichen Sehens bestimmenden virtuellen Basislänge und der zwischen dem Aufpunkt und dem Antennenstandort gemessenen Entfernung proportionale zusätzliche Spannung bzw. ein entsprechender zusätzlicher Strom addiert wird, und der Betrag dieser zusätzlichen Spannung bzw. des entsprechenden Stromes beim Horizontal-Ablenksystem des anderen Bildschirmes subtrahiert und die Basislänge durch eine einstellbare Gleichspannung nachgebildet und die vom Antennenstandort zum Aufpunkt jeweils gemessene Entfernung als dieser Größe proportionale Spannung bzw. proportionaler Strom geliefert wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Start eines jeden Sendeimpulses in einer die Dauer (Ii1) des Sendeimpulses übersteigenden Zeit (Ii2) zwei jeweils einer Bildröhre (ßl, B2) zugeordnete, in Serie zueinander liegende, gleich bemessene Kondensatoren (Cl) durch eine einstellbare Spannungsquelle (Uh) auf eine festgelegte Spannung aufge- laden werden, daß nach der Aufladezeit(If2) dieser beiden Kondensatoren (Cl) die Spannungsquelle (Ub) abgeschaltet wird und die Kondensatoren (Cl) auf zwei parallel zu ihnen angeordnete Widerstände (Rl) so entladen werden, daß die Kondensatorspannungen proportional mit der Zeit abnehmen und beim Aussenden des nächsten Sendeimpulses vollständig entladen sind, daß beim Empfang eines Radarechos zwischen zwei Sendeimpulsen die an den beiden Kondensatoren (Cl) anstehende Spannung auf zwei weitere, jeweils parallel zu diesen einschaltbare Kondensatoren (C2) gegeben wird, die gleich bemessen sind, jedoch eine geringere Kapazität als die an die Spannungsquelle (Uh) anschallbaren Kondensatoren(Cl) aufweisen und jeweils mit einem parallel dazu angeordneten, so bemessenen Entladewiderstand (R2) versehen sind, daß diese Entladezeitkonstanle groß gegen die Dauer U0) zwischen zwei Sendeimpulsen ist und somit die Spannung an diesen weiteren Kondensatoren (C2) bis zum nächsten Radarecho erhalten bleibt, und daß die an den weiteren Kondensatoren (C2) liegenden gleich großen Spannungen den beiden Bildröhren als zusätzliche Horizontalablenkspannungen vU. uefiihrt werden, so daß die Elektronenstrahien der beiden Röhren (Bl, Bl) im gleichen Maße. jedoch in gegengesetzter Richtung horizontal au>"tielenkt werden." 2 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Heiligkeit der Bildpunkte beider Bildschirme zumindest annähernd proportional der Reflexionsintensität des vom jeweiliger, Aufpunkt reflektierten Radarechos moduliert wird.3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2. dadurchgekennzeichnet, daß für die Genauigkeit |r in der Entfernungsmessung die Bedingung 1Z =r Iy rjL?-- erfüllt ist. wobei 17 die gegebene Winkelauflösung für die kleinste Arbeitsenifernung rmi„ und b die virtuelle Basislänge darstellt.4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Bildschirmen künstliche Entfernungsmarken mit Entfernungsmeßzahlen eingeblendet werden.5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß periodisch künstliche Echos mit von Hand einstellbarer konstanter Laufzeit eingeblendet werden.6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Antenne mit Strahlrichtungsänderung eine elektronisch gesteuerte Phased-Array-Anicnne verwendet wird.7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß beim Arbeilen mit Laserstrahlen zur Strahlrichtungsänderung ein System von Drehprismen oder Drehspiegeln verwendet wird.8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer beweglichen Radarstation Informationen über die eigene Bewegung einem Navigationssensor, beispielsweise bei Flugzeugen einem Doppler-Navigator, entnommen werden und mit dieser Information eine automatische Entzerrung des Bildes dadurch vorgenommen wird, daß der Ablenkspannung bzw. dem Ablenkstrom Tür die Elevation (Vertikalablenkung) bei der Darstellung auf den Bildschirmen eine entsprechende Korrekturspannung bzw. ein Korrekturstrom überlagert wird.9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Anwendung in Flugzeugen zur Beobachtung des Bildes durch den Piloten eine leichte, am Kopf des Piloten befestigte Optik vorgesehen ist. die über eine Faser-Optik mit den beiden Bildschirmen verbunden ist.10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Entfernungsbereich in verschiedene Bereiche, z. B. 150 bis 4000 m und 600 bis 12 000 m eingeteilt ist, die getrennt einschalt bar sind.11. Verfahren nach einem der Ansprüche ! bis 9. dadurch gekennzeichnet, daß im Empfänger eine von Hand einstellbare, gleitende und über den gesamten Entfernungsbereich arbeitende entfernungsgesteuerte Verstärkungsregelung verwendet wird, so daß jeweils nur der von Hand gewählte Teildes gesamten Tiefenabschnittes gut sichtbar ausgeleuchtet ist.12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betrachtung der beiden mit Polarisalionsgläsern ausgestatteten Bildschirme Polarisationsbrillen verwendet werden.13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betrachtung der beiden Bildschirme Grün- und Rotbriilen benutzt werden, wobei jeder der beider. Bildschirme entsprechend als Farbschirm ausgeführt ist.
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