DE2215960A1

DE2215960A1 - Einrichtung zur Verfolgung eines leuchtenden Zieles

Info

Publication number: DE2215960A1
Application number: DE19722215960
Authority: DE
Inventors: Frank Bernard Roy Mentone Victoria Partridge (Australien)
Original assignee: Commonwealth of Australia
Current assignee: Commonwealth of Australia
Priority date: 1971-04-08
Filing date: 1972-04-01
Publication date: 1972-11-02
Also published as: US3836259A; FR2132774B1; GB1391277A; FR2132774A1; GB1391278A; DE2265525C2; CA1012628A

Description

Einrichtung zur Verfolgung eines leuchtenden

Zieles.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Verfolgung eines leuchtenden Zieles; sie ist insbesondere zur Benutzung in optischen Geräten zur Verfolgung der Plugbahn eines Plugzeuges nach Azimuth oder Höhenwinkel im Zuge von Eichungen während des Fluges bestimmt.

Zivile Luftfahrtbehörden benötigen Geräte zur Verfolgung von Plugzeugen während der Durchführung von Eichungen, um die Genauigkeit von Blindlandungssystemen testen zu können. Bisher hat man bei diesen Geräten eine theodolitenartige Vorrichtung benutzt, die von Hand bei der Verfolgung des Plugzeugs eingestellt wurde, um die Abweichungen der tatsächlichen Plugbahn von einer vorgegebenen, gewünschten Plugbahn zu messen. Infolge der benötigten höheren Genauigkeit in niedrigen Höhen ist jedoch die bekannte Vorrichtung nicht mehr ausreichend. Mit Radiowellen-Verfolgungsgeräten kann die erforderliche Genauigkeit nur schwer erreicht werden, weil Reflexionen des elektrischen Strahles vom Boden und von Gebäuden den Betrieb derartiger Geräte unsicher machen. Man hat daher die Benutzung optischer Geräte vorgeschlagen, und es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zu schaffen, welche die Benutzung von Vei'foÜbungsgeräten erleichtert.

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Erfindungsgemäß ist eine Einrichtung für die Verfolgung eines leuchtenden Ziels vorgesehen, bestehend aus einer photoempfindlichen Fläche und einer Vorrichtung zu ihrer Abtastung und Erzeugung eines der Beleuchtung der Fläche entsprechenden Ausgangssignals. Die Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Videodiskriminator vorgesehen ist zur Auswahl eines Teiles des Ausgangssignals, das einem Bild des Zieles entspricht und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Versetzung des Bildes in einer Dimension von einer Bezugslinie auf der Fläche, wobei die Bezugslinie eine vorgegebene Orientierung darstellt und die Versetzung eine Winkelabweichung von dieser Orientierung, und daß die Einrichtung eine Vorrichtung zum Nachlauf der Fläche entsprechend den Bewegungen des Zieles in orthogonaler Richtung zu der genannten Dimension aufweist.

Zur Diskriminierung zwischen dem Bild des Zieles und anderer, die Fläche beaufschlagende Beleuchtung kann eine Vorrichtung vorgesehen sein. Der Diskriminator kann betrieben werden aufgrund der erwarteten Beleuchtungsintensitätsdifferenzen der verschiedenen Lichtquellen und/oder der erwarteten Schärfe des Bildumrisses auf der Fläche und/ oder der erwarteten Dimensionen des Bildes.

Die Einrichtung nach der Erfindung kann eine Vorrichtung zur Fühlung von Änderungen in der Beleuchtungsintensität einer vorbestimmten Schärfe aufweisen, die Randsignale in Abhängigkeit davon erzeugt, sowie eine Vorrichtung zur Bestimmung eines vorbestimmten Zeitintervalls von der Erzeugung eines ersten Randsignals ausgehend, und eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Ausgangssignals, wenn ein zweites Randsignal innerhalb des Zeitintervalls empfangen wird.

Die Abtastvorrichtung kann die Fläche entlang einer Vielzahl paralleler· Zeilen abtasten, von denen eine die Bezugszeile sein kann und e'j, kann eine Vorrichtung zur Be-

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Stimmung der Versetzung einer Zeile, auf der das Bild gefühlt wird, vorgesehen sein. Die Vorrichtung zur Bestimmung einer Zeile kann auf das Ausgangssignal des Bildgenerators ansprechen. Die Vorrichtung zum Nachlauf des Zieles kann eine Vorrichtung zur Bestimmung des Abschnitts einer abgetasteten Zeile aufweisen, auf der das Bild gefühlt wurde, und eine Vorrichtung zur Einstellung der Lage der Fläche in Abhängigkeit zur Bestimmung des genannten Abschnitts.

Eine Suchvorrichtung kann vorgesehen sein, mittels der die Einrichtung auf eine gewünschte Richtung einstellbar ist. In diesem Fall können Mittel vorgesehen sein, durch die siehergestellt wird, daß eine Bezugsmarkierung in der Suchvorrichtung ein bekanntes Verhältnis zu der Bezug:stelle auf der Fläche hat.

Die Einrichtung kann ferner ein optisches System aufweisen, das ein Sichtfeld für die Fläche definiert, sowie eine bezüglich der Fläche im Sinne eines gemeinsamen Sichtfeldes ausgerichtete Suchvorrichtung, eine Bezugsmarkierung in der Suchvorrichtung, die deren Sichtfeld überlagert, und eine Vorrichtung zur Einstellung der Abtastung derart, daß ein vorbestimmter Abschnitt von ihr im wesentlichen mit der Besugsmarkierung im Verhältnis zum gemeinsamen Sichtfeld in Deckung gebracht werden kann.

Ferner kann eine A'Orrichtung zur Einstellung des Ausgangssignals der Fläche in Abhängigkeit von der Bildhelligkeit vorgesehen sein.

Die Einrichtung kann weiterhin eine Vorrichtung zur Auswahl eines Abschnittes des Signals aufweisen, das ein Bild des Zieles darstellt, eine Vorrichtung zur Bestimmung der Bildhelligkeit, und eine Vorrichtung zur Einstellung des Ausgangssignals der Fläche in Abhängigkeit von der Bildhelligkeit.

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Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispxel der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Blockschema einer Grunddetektionsanordnung, die in einer Einrichtung zur Verfolgung der Bewegung eines Flugzeugs entlang einer Flugbahn verwendet wird;

Fig. 2 ist ein mehr ins Einzelne gehendes Schema eines Teiles der Anordnung nach Fig. 1; ferner werden Schwingungszüge gezeigt, die an bestimmten Punkten der Anordnung auftreten;

Fig. 3 ist ein Blockschema der gesamten Einrichtung; sie zeigt schematisch die Zusammenhänge der Einrichtung beim Test eines Flugzeugs;

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Teiles eines Prototyps der Einrichtung nach der Erfindung;

Fig. 5 ist ein Schema, das die Stellung der Einrichtung in Bezug auf die vorbestimmte Gleitbahn zeigt, wodurch zwei Arten von Messungen gemacht werden können;

Fig.6,7 und 8 sind Schaltbilder, die weitere Einzelheiten

der Blöcke der voraufgehenden Figuren zeigen;

Fig.6A zeigt Schwingungszüge zur Erklärung der Fig. 6.

Der Verfolgungsvorgang wird zunächst ohne Bezugnahme auf die Figuren behandelt; weitere Einzelheiten des Betriebs werden später erklärt. Die Einrichtung ist zur Verfolgung der Bewegungsbahn einer Lampe bestimmt, die in der Nase eines Flugzeugs angeordnet ist, in dem Blindlandeeinrichtungen geeicht werden. Die Lampe ist auf einer Plattform ange-

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ordnet, die unter Servosteuerung eines Gyrosystems im Plugzeug steht, das ihre allgemeine Ausrichtung zur Einrichtung ohne Rücksicht auf Rollen oder Schwanken aufrechterhält. Der Strahl aus der Lampe wird durch ein optisches Linsensystem auf eine photoempfindliche Fläche gebündelt. Die Fläche wird von einem Elektronenstrahl abgetastet, um die Lage des Punktes zu bestimmen, der durch das Auftreffen des Lichtstrahles erzeugt ist. Durch geeignete Bezugnahme der Fläche kann die Bewegung des Punktes in einer Dimension relativ zur Fläche als Winkelbewegung des Flugzeugs in einem Sinne relativ zu einer vorbestimmten Flugbahn dargestellt werden. Im Betrieb soll die Einrichtung den Grad der Winkelbewegung des Flugzeugs in einem Sinne (entweder nach Azimuth oder Höhenwinkel) relativ zur idealen Flugbahn bestimmen, und das Ergebnis kann mit der Flugbahn verglichen werden, die die Blindlandeempfangseinrichtung im Flugzeug erstellt.

Fig. 1 zeigt die Einrichtung, die den Strahl zur Bestimmung des Flugzeugortes detektiert. Die Fläche wird durch die Photokathode 14 einer Vorrichtung 12 gebildet, die einer Fernsehkamera ähnelt. Die Kamera ist mit einer Elektronenkanone (nicht gezeigt) zur Erzeugung eines Elektronenstrahles ausgerüstet. Dieser Strahl tastet die Photokathode mittels zweier Spulensätze ab, wobei die Bildablenkungsspulen mit und die Zeilenablenkungsspulen mit 18 bezeichnet sind. Die Zeilenspulen lenken den Strahl in einer geraden Linie über die Photokathode, während die Bildspulen den Strahl schrittweise senkrecht zu dieser Linie ablenken. Durch geeignete Erregung dieser Spulen tastet der Strahl eine Vielzahl von benachbarten, parallelen Linien in zyklisch wiederkehrender Reihenfolge ab. Die Abtastung erfolgt mittels eines Oszillators 20, dessen Ausgang einem Zeilenablenkgenerator 22 und einem Binärzähler 24 zugeführt wird, deren Zweck weiter unten

x) erklärt wird. Der Zeilenablenkgenerator, arbeitet auf normale,

wohl bekannte Weise über einen Verstärker 23 und die Zeilen-18, und lenkt den Strahl entlang einer von der

x) gesteuert durch den Oszillator

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Bildablenkspule 16 ausgewählten Linie ab.

Das Bildablenksystem umfaßt einen Binärzähler 24 und einen Digital-Analog-Umsetzer 26, der als Bildablenkgenerator ar- ^ beitet. Der Ausgang dieses Generators wird über einen Verstärker 28 der Bildablenkspule zugeführt, um die in einem bestimmten Augenblick abzutastenden Ziele zu definieren. Der Binärzähler erzeugt 256 Ausgangssignale zur Darstellung der Ziffern Null bis 255 im acht Bit Binärkode. Diese Signale sind den 256 Zeilen zugeordnet, die in einem vollständigen Bild abzutasten sind; die Bildablenkung bewirkt die Abtastung der Zeile, die durch das von dem Zähler zugeführte, augenblickliche Signal dargestellt ist.

Das augenblickliche Ausgangssignal des Zählers erscheint auch auf acht Ausgangsleitungen, von denen einige in Fig. 1 mit der Bezugsziffer 30 bezeichnet sind. Diese Ausgangsleitungen lassen bestimmte Bits des Zählerausgangs zu bestimmten Toren durch, von denen eines mit 32 bezeichnet ist. Jedes Tor empfängt auch ein Videosignal von der Photokathodenfläche 14, das über einen Videoverstärker 34 und einen Videodiskriminator 36 übertragen wird. Der Letztere wählt aus dem Ausgang der Photokathode ein "Punktsignal" aus, das einen Punkt darstellt. Hierdurch wird eine Vorrichtung 160 getriggert, die ein Betriebssignal zu jedem der Tore 32 durchläßt. Die Ankunft des Betriebssignals öffnet die Tore, so daß das Digitalsignal durchgelassen wird, das die abgetastete Zeile darstellt, wenn der Punkt detektiert wird. Ein von den Toren durchgelassenes Signal kann zu jeder weiteren Verarbeitungsvorrichtung übertragen werden; eine derartige Anordnung wird im Zusammenhang mit der gesamten Einrichtung nach Fig. 3 beschrieben.

Die Einrichtung ist nur zur Registrierung des Fühlens des Punktes auf einer Zeile der Abtastung ausgebildet. Der Punkt kann jedoch eine Anzahl von Zeilen der Abtastung überdecken,

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und diese Anzahl steigt bei Annäherung des Flugzeugs zur Einrichtung. Demzufolge verhindert die durch die erste Fühlung des Punktes getriggerte Vorrichtung 160, z.B. auf der Zeile am Boden des Punktes, das Gating eines weiteren Binärausgangs während einer vorbestimmten Anzahl von Zeilenabtastungen.

Der Videodiskriminator ist in Fig. 2 in Einzelheiten gezeigt. Er umfaßt zwei Grundblöcke, einen Impulsgradientenfühler 40 und einen Impulsbreiten- und Impulspolaritätsfühler 42. Der Impulsgradientenfühler 40 empfängt den Ausgang des Videoverstärkers 34. Dieser wird einer Verzögerungsvorrichtung 44 zugeführt, die das Signal um 1 Mikrosekunde verzögert. Der Ausgang der Verzögerungsvorrichtung 44 wird in einen Differenzverstärker 46 eingespeist. Der Ausgang des Verstärkers 3^ wird auch direkt in den Differenzverstärker 46 eingespeist, dessen Ausgang somit eine Verstärkung der Differenz zwischen dem augenblicklichen Ausgang des Verstärkers 34 und dem Ausgang des Verstärkers 46 1 Mikrosekunde früher darstellt. Der Ausgang des Verstärkers 46 wird einer Vorrichtung 48 zugeführt, die nur die Signale durchläßt, die einen vorbestimmten Sbhwe.llwert erreichen. Der Ausgang dieser Vorrichtung wird dem Impulsbreiten- und Impulspolaritätsfühler 42 zugeleitet.

Der Betrieb des Impulsgradientenfühlers ist besser anhand der bei A,B und C unterhalb des Hauptschemas in Fig. 2 gezeigten Schwingungsformen zu verstehen. Die Schwingungsformen A und B stellen mögliche Ausgänge des Videoverstärkers 34 dar, die Schwingungsform A stellt den üeälen Ausgang dar und die Schwingungsform B zeigt eine in der Praxis mögliche Veränderung dieses Ausganges. Die Schwingungsform C zeigt den Ausgang des Verstärkers 46 entsprechend der Schwingungsform A.

Es sei zunäcist der ideale Ausgang A angenommen. Die Schwingungsform umfaßt einen ersten flachen Abschnitt 50, der den

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Rücklaufsignalpegel darstellt, und einen zweiten Abschnitt 52, der den Ausgangssignalpegel während der Abtastung einer Zeile auf der Photokathode darstellt. Typische Perioden für die Abschnitte sind 50 Mikrosekunden für Abschnitt 50 und 100 Mikrosekunden für Abschnitt 52. Auf einem der Abschnitte 52 wird ein Impuls 5^ infolge Fühlens eines von dem Lichtstrahl erzeugten Punktes hervorgerufen. Die erwartete Dauer des Impulses wird etwa die Größenordnung von 2 Mikrosekunden aufweisen.

Der Ausgang C des Verstärkers 46 umfaßt nun ein Grundpegelsignal 56 mit einer Anzahl von aufmodulierten Impulsen. Die Impulse 58 und 60 stellen die Änderungen im Signalpegel zwischen den Rücklaufabschnitten und den Abtastabschnitten dar. Beim Empfang des Impulses 54 erzeugt der Verstärker ein Ausgangssignal 62, das die Änderung des Signals A vom Pegel 52 darstellt. Innerhalb von 2 Mikrosekunden wird ein zweiter Impuls 64 erzeugt, der die Rückkehr des Signals A zum Pegel 52 darstellt. Die Impulse 62 und 64 haben natürlich entgegengesetzte Polarität; die in Fig. 2 gezeigten Polaritäten haben aber keine besondere Bedeutung, da die tatsächlichen Polaritäten von der Anordnung in der Praxis abhängen.

Infolge von Änderungen der Hintergrundstrahlung wird die tatsächliche SchwingungsTorm sich wahrscheinlich fortlaufend während der Abtastung ändern, z.B. wie bei der Schwingungsform B gezeigt. Man rechnet jedoch wenigstens mit einer vorbestimmten Minimaldifferenz an Intensität zwischen dem auf die Photokathode fallenden Punkt und der Grundstrahlung, außerdem wird der Punkt scharf erwartet. Man rechnet, daher damit, daß der dem Gradientenfühler 40 zugeführte Signalpegel sich wenigstens um einen vorbestimmten Betrag innerhalb der von der Verzögerungsvorrichtung 44 bestimmten Periode von 1 Mikrosekunde verändert, und daß die

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Signalpegelschwankungen infolge von Grundänderungen diese Schwelle normalerweise nicht erreichen. Die durch die Vorrichtung 48 bestimmte Schwelle wird entsprechend definiert.

Irgendeine unbestimmte Zone zwischen einem relativ niedrigen Grundstrahlungspegel und einem relativ hohen Pegel erzeugt eine langsamere Anstiegszeit im Signalpegel, als zur Befriedigung der durch den Impulsgradientenfühler 40 bestimmten Bedingungen notwendig ist; somit erhält man kein entsprechendes Ausgangssignal von der Vorrichtung. So ist z.B. der mit 66 bezeichnete, stetige Gradient in der Schwingungsform B für die Erzeugung eines Ausgangssignals vom Impulsgradientenfühler nicht ausreichend.

Es ist jedoch möglich, daß eine merkliche Änderung im Grundsignalpegel auftritt, die den Impulsgradientenfühler 40 befriedigt. Daher ist ein Impulsbreiten- und Impulspolaritätsfühler 42 vorgesehen, der nach dem Prinzip arbeitet, daß der erste Zwillingsimpuls 62 eine bestimmte Polarität haben und innerhalb einer maximalen Zeit von 4 MikroSekunden von einem Impuls 64 mit entgegengesetzter Polarität gefolgt werden muß. Der Fühler 42 umfaßt eine erste Gleichrichterdiode 68, die den Impuls 62 zu einer monostabilen Schaltung durchlässt. Der Impuls 62 triggert die monostabile Schaltung, die für 4 Mikrosekunden nach dem Triggern ein Ausgangssignal erzeugt, das einem Tor 74 zugeführt wird. Der Fühler 42 umfaßt auch einen zweiten Gleichrichter 72, der den Impuls 64 zum Tor durchläßt. Wenn beide Eingänge des Tores erregt sind, wird ein Impuls 76 (in Schwingungsform D gezeigt) der Vorrichtung 160 zugeführt, um die oben geschilderte Betriebsweise durchzuführen. Zum Betrieb des Tores 74 muß der Impuls 62 vor dem Impuls 64 empfangen werden, da anderenfalls kein Signal am Toreingang von der monostabilen Schaltung erhalten wird. Somit kann nur ein Signal den Ausgang des Binärzählers 24 wirksam werden lassen, das die von beiden Fühlern bestimm^· ten Bedingungen befriedigt.

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Nun kann die Betriebsweise der gesamten Einrichtung unter Bezugnahme auf Fig.5 näher beschrieben werden. Das zu testende Blindlandesystem empfängt Signale von zwei Leitantennen. Eine, die Landekursantenne, ist an einem Ende der Landebahn > aufgestellt und durch Bezugnahme auf ihre Strahlung kann das System eine Deviation von der Längsmittellinie des Gleitpfades bestimmen, die sich e- entlang der Mittellinie der Landebahn erstreckt. Die andere, die Gleitpfadantenne, ist an einer Seite der Landebahn aufgestellt, und zwar gegenüber dem Ort, an dem das Flugzeug den Boden berühren soll. Unter Bezugnahme auf ihre Strahlung kann das Flugzeug die Höhe über oder unter dem gewünschten Gleitpfad bestimmen.

Während eines Tests läßt man das Flugzeug so nahe wie möglich entlang eines vorbestimmten Gleitpfades 84 zum Landepunkt 86 auf der Landebahn fliegen. Die Einrichtung kann benutzt werden, um den tatsächlichen Gleitpfad des Flugzeugs entweder nach Höhenwinkel oder nach Azimuth aufzuzeichnen. Im letzteren Falle würde man die Einrichtung am Ende der Landebahn vom Landepunkt entfernt aufstellen, z.B. am Punkt B neben der Landekursantenne (Fig.5). Die Kamera 12 wäre dann so einzustellen, daß die Abtastzeilen senkrecht stehen und die Bildspulen die Abtastung schrittweise horizontal verstellen. Durch eine noch zu beschreibende Maßnahme wird eine Abtastzeile im Zentrum der Photokathode oder dicht daneben als Bezugszeile ausgewählt und die Kamera wird derart aufgestellt, daß die Bezugszeile etwa die Mitte des Landekurspfades ist, so wie dieser im Sucherfeld der Kamera erscheint. Somit zeigt die Identifizierung derjenigen Zeile, auf der der Punkt zuerst gefühlt wird, die Winkelabweichung des Flugzeugs von der Mittellinie des Landekurspfades an, der durch die Bezugszeile dargestellt wird. Wie später beschrieben wird, ist die Einrichtung mit einer automatischen Nachstellung versehen, die die Kamera in Verfolgung des Flugzeugs den Gleitpfad herunter naehsehwenkt, wobei die Bezugszeile natürlich in der Mitte des Landekurs-

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pfades verbleibt.

Wenn man den tatsächlichen Plugweg nach Höhenwinkel aufzeichnen will, wird die Einrichtung auf einer Seite des Zielpunktes des Plugzeugs auf der Landebahn aufgestellt, z.B. am Punkt A in Fig.5. Die Abtastspulen werden um 90° gegenüber ihrer vorherigen Stellung verdreht, so daß die Zeilenabtastung nun horizontal erfolgt, und die Bildspulen die Abtastung schrittweise senkrecht verstellen. Wiederum wird die Bezugszeile in der Mitte der Photokathode oder dicht -daneben gewählt. Der Einfachheit halber sei angenommen, daß der Gleitpfad in einer Ebene liegt_s die sich vom Boden aus im idealen Gleitwinkel erstreckt. Dann wird die Kamera so eingestellt, daß diese Ebene die Bjzugszeile schneidet, wobei die optische Achse der Kamera si h aufwärts entlang der Ebene erstreckt. In der Praxis ist eine- sorgfältige Einjustierung der Einrichtung notwendig, um A. berationen im Gleitpfad mit einzukalkulieren.

Im Schema nach Pig.3 sind die in Pig.l gezeigten Teile mit den gleichen Bezugsziffern versehen. Das Ausgangssignal des Binärzählers, das die Zeile darstellt, auf welcher der Punkt zuerst detektiert ist, wird über Tore 32 zu einem Binärspeicher 90 gegeben; von dort wird es durch einen Umsetzer 92 in einen Binär-Graykode umgesetzt. Dieser Kode wird über eine telemetrische Einrichtung 9^ zu einem Empfänger 96 im Plugzeug gesendet, wo er entschlüsselt wird. Das entschlüsselte Signal wird mit Informationen von einem Ausgang des Blindlandeempfängers 100 einem Differenzverstärker 98 zugeführt, dessen Ausgang einem Blattschreiber 102 zugeführt wird.

Die geamte Bodeneinrichtung umfaßt auch einen Dzimalindikator, der eine sichtbare Anzeige der Lage des Punktes auf der

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Kathode für das Bedienungspersonal abgibt. Falls nötig, kann diese Anzeige über eine Richtfunkverbindung dem Piloten des Plugzeugs durchgesagt werden, um ihn über die Genauigkeit seines Plugwegs zu informieren. Der Dezimalindikator umfaßt einen Dezimalzähler 104, der durch einen Oszillator 20 versorgt wird. Der Ausgang des Zählers 104 wird einem Tor 106 zugeführt, das auch einen Eingang von der Vorrichtung l60 erhält, so daß die Dezimalzählung bei Abtastung der Zeilen auf einer Sichtanzeigevorrichtung erscheint. Das Dezimalsystem muß natürlich mit dem Binärsystem· synchronisiert sein, so daß eine bekannte Übereinstimmung zwischen der Dezimalzählung und den Zeichen der Bildabtastung besteht.

Die Einrichtung, welche die Kamera zur Festhaltung der Lampe innerhalb des Sucherfeldes einstellt, verwendet den Ausgang des Zeilenablenkgenerators 22, der die beim normalen Fernsehen übliche Sägezahnform aufweist. Dieses Sägezahnsignal wird von einem Verstärker 23 einem Eingang einer Verfolgungs- und Speichereinheit 85 zugeführt, wo der Augenblickswert des Sägezahnsignals "verfolgt" werden kann. Irgendein Ausgang der Vorrichtung 160 wird ebenfalls einem anderen Eingang der Einheit zugeführt, so daß die Einheit 85 auf die Speicherungsbetriebsweise umgeschaltet wird und der Augenblickspegel der Sägezahnschwingung eingespeichert wird, wenn ein Betriebsimpuls den Toren 32 zugeführt wird. Dies stellt natürlich die Lage des Impulses 54 relativ zu den Enden des Abschnittes 52 in der Schwingungsform A dar. Der Speicher 85 erzeugt einen Ausgang, der über einen Servoverstärker 87 einem Servomotor 88 zugeführt wird, der entsprechend späterer Beschreibung die Anordnung der Photokathode derart einstellt, daß der Punkt ungefähr in der Mitte der Zeile gehalten wird, auf der er gefühlt wird.

Der mechanische Zusammenhang der Teile geht aus Fig.4 und der folgenden Beschreibung hervor.

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Die Kamera ist in einem Metallzylinder angeordnet, der in Phosphorbronzelagern in einem Außenzylinder 110 angeordnet ist, der in Fig. 4 gezeigt ist. Vor dem Innenzylinder ist eine Linseneinheit 112 angeordnet, die ein 500 m.m. P 5 Hybrid .(reflektierend brechend) System mit Rotfilter umfaßt. Der Innenzylinder kann in zwei Winkelstellungen relativ zum Außenzylinder 110 festgestellt werden, wobei die Stellung mit der Messung nach Höhenwinkel bzw. Azimuth entsprechen.

Der Zylinder 110 ist auf einem Tisch 114 durch Lagerböcke 116 befestigt, und der Höhenwinkel der Zylinderachse relativ zum Tisch kann durch einen Servomotor llß eingestellt werden, der den Motor des Kameraeinstellsystems bildet, wenn Azimuthmessungen vorgenommen werden. Eine Gleitführung 120 hält das hintere Ende des Zylinders 110 relativ zum Tisch 114. Der Tisch ist auf einer senkrechten Achse befestigt, die in einem Gehäuse 122 angeordnet ist. Die Achse kann mittels eines zweiten Servomotors gedreht werden, der auf einem fest angeordneten Gestell 126 befestigt ist. Der zweite Servomotor bildet den Motor 88, wenn Hohenwinkelmessungen vorgenommen werden.

Das Gestell 126 weist eine Nivellierungsschale 128 und Nivellierungsschrauben 130 auf, und eine sehr genaue . Nivelliervorrichtung mit Blase ist auf dem Tisch 114 vorgesehen, um feststellen zu können, ob die Drehachse des Tisches senkrecht steht,

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Der Tisch kann von Hand um seine senkrechte Achse gedreht werden, und der Höhenwinkel des Zylinders kann ebenfalls von Hand eingestellt werden. Ein Theodolitteleskop ist an der Seite des Zylinders befestigt, so daß die Hauptachse der Achse des Teleskops parallel zu der der Linse liegt. Wie unten beschrieben ist, wird das Teleskop als Zielvorrichtung benutzt, mit der das Bedienungspersonal die Kamera in die gewünschte Richtung stellen kann. Das Teleskop weist im Sucherfeld ein mit Gradeinteilung versehenes Fadenkreuz auf.

Bei der ersten Aufstellung wird zunächst sichergestellt, daß die Achse senkrecht steht, um die der Tisch 114 drehbar ist. Dies wird durch die Nivelliereinrichtung überprüft. Das Bedienungspersonal muß dann eine der Abtastzeilen als Bezugszeile wählen und sicherstellen, daß diese Bezugszeile im Sucherfeld der Kamera mit einer Bezugslinie des Fadenkreuzes im Sucherfeld des Teleskops übereinstimmt. Es kann an sich jede Zeile als Bezugszeile gewählt werden, aber die Mittelzeile ist in der Praxis am günstigsten und die Benutzung dieser Zeile als Bezugszeile wird in der folgenden Beschreibung angenommen.

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Bei dem Auswahlvorgang wird das Teleskop auf einen leicht identifizierbaren Punkt im Sucherfeld gerichtet, so daß der Punkt mit dem Zentrum des Fadenkreuzes des Teleskops zusammenfällt. Der Ausgang des Videoverstärkers 34 wird einem Oszilloskop (nicht gezeigt) zugeführt, das von den gleichen Bild- und Zeilenabtastsignalen wie die der Kamera gesteuert wird. Eine ausgetastete Zeile wird mittels eines "elektronischen Zeigers" im Bild erzeugt. Hierfür wird der Ausgang des Bildablenkgenerators 26 einem Komparator 14O zum Vergleich mit einer Gleichspannung von einem von Hand einstellbaren Protentiometer 142 zugeführt. Der elektronische Zeiger kann durch einen Schalter in Betrieb genommen werden. Der Impulsausgang des Komparators l4O wird dem Videoverstärker 34 zugeführt und tastet eine Zeile in dem dem Oszilloskop zugeführten Signal aus . Die tatsächlich ausgetastete Zeile wird durch die dem Komparator zugeführte Gleichspannung bestimmt. Die Gleichspannung wird derart eingestellt, daß die Zeigerzeile die Bilddarstellung des Punktes bedeckt der im Zentrum des Fadenkreuzes des Teleskops liegt. Die Zeigerzeile soll die Mittellinie der Abtastung sein, und dies kann dadurch geprüft werden, daß man das Dezimalanzeigegerät 108 abliest, weil das durch den Verstärker l4O erzeugte Austastsignal den Videodiskriminator 36 in der gleichen Weise durchläuft wie das Punktsignal, und von dort die kodierte Auslesung einleitet. Wenn die Zeigerzeile nicht die Mittelzeile der Abtastung ist (oder jede andere gewählte Bezugszeile), so kann die Abtastung durch Anwendung einer geeigneten Vorspannung auf den Bildablenkgenerator verschoben werden, bis die Zeigerzeile mit der erforderlichen Bezugszeile der Abtastung und dem hervortretenden Punkt im Bild zusammenfällt.

Nachdem die erforderliche Zuordnung zwischen dem Zentrum des Teleskopfadenkreuzes und der Abtastbezugszeile hergestellt worden ist, kann das Bedienungspersonal nun die Kamera mit dem gewünschten Flugweg des Flugzeuges derart in überreinstimmung bringen, daß die Bezugszeile der Abtastung einen

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bekannten Zusammenhang mit dem Gleitpfad oder der Landekursantenne hat. Die Angleichung der Bezugszeile mit der Landekursantenne wird nun beispielsweise beschrieben; die Angleichung mit dem Gleitpfad ist im Prinzip dasselbe. Das Teleskop wird zunächst auf einen vorher vermessenen entfernten Punkt gerichtet, so daß die Mitte des Fadenkreuzes diesen Punkt überdeckt. Der Punkt hat eine bekannte Azimuthpeilung von dem Kameraaufstellungsort und von dem Landekursweg. Der Winkel der optischen Achse des Teleskops relativ zur Befestigung der Kamera kann an einer Skalenteilung 136 abgelesen werden. Der Tisch kann nun um den durch die Azimuthskala gemessenen, erforderlichen Winkel gedreht werden, um die Kamera mit der Landekursantenne auszurichten derart, daß die Bezugszeile der Abtastung mit der Landekursantenne zusammenfällt.

Der Innenzylinder der Kamera ist natürlich relativ zum Zylinder 110 festgestellt, so daß die Abtastzeilen während dieses Vorganges und dem vorhergehenden Schritt der Ausrichtung des Teleskops zur Abtastung senkrecht sind. Um Messungen relativ zum Gleitpfad zu machen, ist es notwendig, den Innenzylinder zu drehen, um die Abtastzeilen horizontal zu stellen, worauf die Schritte der Ausrichtung des Teleskops mit der Abtastung und mit dem gewünschten Flugweg zu wiederholen. Der vermessene Punkt muß zu dieser Zeit einen bekannten Höhenwinkel von der Kamera haben, und der Winkel der Achse des Zylinders 110 relativ zum Tisch kann von einer Höhenwinkelskala abgelesen werden, die in der Figur nicht zu sehen ist.

Zur Einstellung der Empfindlichkeit der Photokathode entsprechend der Intensität des Punktes ist eine Vorrichtung vorgesehen. Hierdurch wird die Sättigung der Photokathode durch den Signalfluß verhindert und es wird eine Anzahl weiterer Vorteile erreicht, die unten beschrieben werden. Die in Fig.l mit 80 bezeichnete Einstellvorrichtung spricht auf den Pegel eines Signals an, das ihr am Eingang 82 zur Einstellung der Empfindlichkeit der Photokathode zugeführt wird. Der Ausgang des Verstärkers 34 wird dem

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Eingang 82 zugeführt und wird zu der Vorrichtung 80 in Antwort auf die Auswahl eines Videosignals durch den Videodiskriminator 36 durchgelassen. Wenn somit der Punkt durch den Videodiskriminator gefühlt wird, wird der Ausgang der Photokathode der Vorrichtung 80 zugeführt, die die Empfindlichkeit der Photokathode entsprechend dem empfangenen Signalpegel während der Abtastung des Punktes ein*eilt.

Weitere Einzelheiten des Blocks 80 sind in den Fig. 6 und 7 gezeigt. Es sei angenommen, daß der Punkt sieben Bildzeilen überstreicht und daß von der Kathode ein idealer Ausgang erhalten wird; dann wird dieser Ausgang sieben Impulse wechselnder Amplitude umfassen, wie in Fig. 6A gezeigt ist. Jeder dieser Impulse wird den Diskriminator 36 befriedigen, und daher werden sieben diskriminierte Impulse 76 der Vorrichtung l60 und auch der Empfindlichkeitseinstellvorrichtung 80 über die Leitung 37 zugeführt,

Unter Bezugnahme auf Fig. 6 wird jede Spannung (von korrekter Polarität), die am Eingang 82 erscheint, vorübergehend in dem Kondensator 140 gespeichert, kann sich aber mit einer Zeitkonstante von etwa 20Tyiikrosekunden entladen, d.h. zwischen aufeinander folgenden Zeilenabtastungen. Jeder auf Zeile 37 erscheinende diskriminierte Impuls 76 wird der Basis des Transistors 141 zugeführt, wodurch dieser in die Sättigung getrieben wird. Dadurch wird der Transistor 142 in einem Maße leitend, das durch die Ladung des Kondensators l40 bestimmt wird, die die Amplitude des Kathodenausgangsimpulses repräsentiert, der den diskriminierten Impuls erzeugte. Der resultierende Strom lädt den Kondensator 143 auf; die Ladung kann mit einer Zeitkonstante abklingen, länger als mehrere Bildabtastungen. Während der Zeilenabtastvorgang weiterläuft nach Erzeugung des ersten diskriminierten Impulses 76, baut sich die Ladung, die im Kondensator 143 gespeichert ist, schrittweise auf, bis eine Ladung gespeichert ist, die

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dem Kathodenausgangsimpuls maximaler Amplitude 144 in diesem Bild entspricht. Danach wird eine weitere Aufladung des Kondensators 143 in dieser Bildperiode dadurch verhindert, daß die Diode 145 in Sperrichtung vorgespannt wird. Somit hat der Ausgang 146 eine Spannung anliegen, die der Spitzenintensität des Punktes entspricht. In der nächsten Bildperiode wiederholt sich der Vorgang, so daß die Spannung am Ausgang 146 fortlaufend ein Abbild der Intensität des Punktes gemittelt über die Anzahl der Bildabtastungen ist, die durch die Zeitkonstante des Kondensators 143 bestimmt wird.

Die Spannung 146 wird an den Knotenpunkt 148 am Eingang des Verstärkers I50 angelegt. Unter der willkürlichen Annahme, daß die Photokathodenausgangsimpulse negativ sind, ist der Ausgang 146 normalerweise positiv vorgespannt, und sein Potential wird sich gegen Null verringern in dem Maße, in dem die Intensität des Punktes wächst. Eine negative Spannung wird ebenfalls an den Knotenpunkt 148 angelegt von einem von Hand einstellbaren Potentiometer I5I das anfangs derart eingestellt wird, daß die Summe der Eingänge zum Verstärker I50 normalerweise positiv ist; das geschieht vor der Anpeilung des Flugzeugs. Zu diesem Zeitpunkt wird der Ausgang 152 des Verstärkers durch die Gegenkopplungsschleife 153 auf Nullpotential gehalten. Infolgedessen leitet der Transistor 154 nicht und die volle Spannung von der von Hand einstellbaren Quelle 155 wird über die Leitung I56 an die Photokathode angelegt; die Empfindlichkeit der Photokathode wird entsprechend bestimmt.

Bei der ersten Anpeilung des Flugzeugs wird die Punktintensität wahrscheinlich niedrig sein, und die Verringerung in der positiven Spannung auf der Leitung 146 wird nicht ausreichen, um den Eingang des Verstärkers negativ werden zu lassen. Der Zusammenhang zwischen der anfänglichen positiven Vorspannung auf der Leitung 146 und dem negativen Potential vom Potentiometer 151 bestimmt somit einen Schwellwert, so daß Ausgangsimpulse mit geringerer Amplitude als der Schwellwert keine Wirkung auf die Empfindlichkeit der Photokathode haben.Wenn jedah

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der Punkt heller wird, so wird der Knotenpunkt 148 und der Eingang des Verstärkers schließlich negativ und der Ausgang 152 positiv werden. Dann fängt der Transistor 154 an zu leiten und Strom aus der Quelle I55 zu ziehen. Dadurch wird die auf der Leitung I56 erscheinende Spannung sich stetig verringern in dem Maße, in dem der Punkt heller wird, und die Empfindlichkeit der Photokathode wird entsprechend verringert. Die Verstärkung der Einrichtung ist derart" bemessen, daß die Amplitude des Spitzenausgangsimpulses der Photokathode im wesentlichen konstant gehalten wird, wenn sich die Helligkeit des Punktes veränjfert. Bei Messungen im Fernbereich tritt möglicherweise nur ein einziger Ausgangsimpuls pro Bildperiode auf.

Die oben beschriebene Veränderung der Empfindlichkeit der Photokathode h± eine Anzahl von Vorteilen. Ein wenigstens teilweise durch die Empfindlichkeitseinstellung überwundenes Problem ist das der Trägheit der Photokathode. Dies kann problematisch sein, wenn Messungen im Gleitpfad im Nahbereich vorgenommen werden, wenn die Winkelgeschwindigkeit des Plugzeugs relativ zur Photokathode in der Meßebene erheblich ist. Die Trägheit der Photokathode ändert sich umgekehrt mit der an sie angelegten Spannung und wird somit verringert, wenn das Plugzeug sich der Einrichtung nähert und die Empfindlichkeit verringert wird.

Zwei weitere durch die Einstellung der Empfindlichkeit überwundene Probleme sind (a) Defokussierung des Punktes wegen des festen Abstandes der Linse zu der Photokathode, und (b) die Einstellung der Schwellwerte, so daß diejenige Abtastzeile, auf der ein Impuls zuerst den Diskriminator in jeder Bildperiode durchläuft immer denselben Teil der Lampe darstellt. Es ist notwendig, wieder auf den Impulsdiskriminator Bezug zu nehmen, um die Lösung dieser Probleme zu verstehen. Es sei daran erinnert, daß der Ausgang des Verstärkers 46 die Differenz zwischen Photokathodenausgangssignal in einem Augenblick und dem Signal 1 Mikrosekunde vorher darstellt. Bei sehr kurzer Anstiegszeit, wie im Falle des Punktes, hängt diese Differenz von dem Absolutpegel des Spitzenwertes des Photokathodenausgangsimpulses ab. Wenn nun die Amplitude des

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Photokathodenausgangsimpulses, die den Punkt maximaler Intensität der Lampe darstellt, konstait gehalten wird, dann wird die Amplitude des Photokathodenausgangsimpulses, der den zu fühlenden Lampenteil darstellt, ebenfalls konstant gehalten. Da die letztere Amplitude konstant ist, kann der Schwellwerf der Vorrichtung 48 entsprechend eingestellt werden, und der erste durch den Diskriminator hindurchgelassene Ausgangsimpuls wird immer derjenige sein, der die erforderliche Amplitude aufweist, und er wird immer denselben Punkt auf der Lampe darstellen.

Wenn man die Impulsamplitude nicht auf diese Weise einstellen würde, so würde (a) der irgendeinen Teil der Lampe darstellende Schwellwert in dem Maße ansteigen, wie die Lampe sich der Einrichtung nähert, und (b) Fehler würden eingebracht, weil allmähliche Defokussierung des Punktes bei Annäherung des Plugzeuges die Energie des Strahles über die Photokathode verteilen würde, so daß die Schwellwerterfordernisse auf einer Abtastzeile befriedigt würden, die früher liegt als diejenige, die den richtigen Teil der Lampe darstellt. Die Alternative der Einstellung der Linse zur Erhaltung des Brennpunktes würde große Schwierigkeiten machen. Bei der vorliegenden Einrichtung kann die Linse derart eingestellt werden, daß der Strahl mit Brennpunkt auf der Photokathode bei der maximalen Reichweite der Einrichtung gebündelt wird; während der tatsächlichen Verfolgung ist keine Nachstellung notwendig.

Ein weiterer Vorteil der Empfindlichkeitseinstellung liegt in der Verringerung des durch die Grundhelligkeit verursachten Ausganges bei Annäherung des Flugzeuges an die Einrichtung. Dies ist besonders nützlich bei der Eichung der Landekursantenne bei niedrigen Höhenwinkeln. Unter diesen Umständen können Reflexionen von Bodenobjekten empfangen werden, die Störortungen des Punktes verursachen. In diesem Zeitpunkt der Verfolgung nähert sich jedoch die Empfindlichkeit der Photokathode

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dem Minimum, und die Chance ist minimal, daß derartige Reflexionen die Schwellwerterfordernisse befriedigen.

Fig.8 zeigt weitere Einzelheiten der Vorrichtung 160, die sicherstellt, daß nur jeder erste Impuls 76 jeder Bildperiode die Tore 32 beaufschlagt, um ein Digitalsignal in den Binärspeicher 90 hineinzulassen, das einer Zeile entspricht, auf der der Punkt abgetastet wurde. Der erste in jeder Bildperiode erzeugte Impuls 76 wird an den Knotenpunkt 161 angelegt, von wo er einem Eingang.'des Tores 162 zugeführt wird. Er kann das Tor 162 zu dessen Ausgang durchlaufen und von dort zu den Toren 32 gelangen, weil der andere Eingang des Tores 162 zu diesem Zeitpunkt vom monostabilen Multivibrator 165 auf einem geeigneten Potential gehalten wird. Jedoch wird der Ausgangszustand des Multivibrators I65 geändert, durch Anlegen des ersten Impulses 76 vom Knotenpunkt !öl durch einen Kurzverzögerungskreis aus dem Widerstand I63 und dem Kondensator 164. Der Ausgang des Multivibrators 165 legt dann für etwa 3 - Millisekunden Sperrsignal an den Eingang des Tores 162. Hierdurch wird wirksam eine Einspeisung von Impulsen 76 zu den Toren 32 verhindert, die aus den nächsten 2.0 Zeilenabtastungen stammen können. Der aus dem Widerstand 163 und dem Kondensator 164 bestehende Verzögerungskreis ist vorgesehen, um einen Renneinlaufzustand am Tor 162 zu verhindern; er stellt sicher, daß der erste während jeder BiIdperLode erzeugte Impuls 76 zu den Toren 32 gelangen kann.

Die als Zielspannung für die automatisdne Zielsteuerung entwickelte Spannung kann auch benutzt werden, um dem Testflugzeug den Pegel des an der Bodenstation empfangenen Lichtsignals anzuzeigen. Hierfür wird die Zielspannung digital umgesetzt und das Digitalausgangssignal benutzt, um dem Plugzeug den Pegel des Leuchtsignals drahtlos zu übermitteln. Der Plugzeugführer kann die Lampe richtungsmäßig so einstellen, daß an der Bodenstation ein maximaler Eingang erhalten wird.

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Ein Abtastversagersystem 154 kann vorgesehen sein. Das Sichtfeld der Kombination aus Linse und Photokathode kann bei kleineren Ausmaßen etwa 1 betragen. Die Wiedergabe der Kameraröhre reicht vorzugsweise bis nahezu in den Infrarotbereich und hat gleichmäßige Empfindlichkeit. Die Photokathode kann in einem Vidicon oder einer ähnlichen Röhre angeordnet sein. Vidicons mit Silizium-Photokathoden können besonders geeignet sein, wenn man ihre Tendenz zur Erzeugung "weißer Punkte" ausschalten kann, die ein Fühlen von Störbildern verursachen würde. Die Bild- und Zeilenablenkspulen können besonders bemessen sein, um Linearität und Vertikaltreue zu geben.

Im Test wurde eine Versuchs-Einrichtung zur Verfolgung einer 1 kW Wolframfadenlampe auf der Nase eines Eichflugzeugs benutzt. Die Lampe hatte einen Durchmesser von 18 cm und eine Strahlbreite von etwa - 4 bis zu den Punkten halber Leistung. Die Lichtstärke im Strahlenzentrum betrug etwa 600 candela und die Parbtemperatur war 3500° K.

Eine Verfolgung war in einem Bereich von 20 Seemeilen möglich gegen einen Himmel- oder Wolkenhintergrund von 4000 ft. lamberts bei einer normalen Sichtweite von 30 Meilen. Während der Eichung wurde das Plugzeug entlang gegebener Azimuth- und Höhenwinkel geflogen mit maximalen Abweichungen von weniger als - 0,5° in der Meßebene und mit Winkelgeschwindigkeiten von 0 bis 0,2 pro Sekunde.

Bei Tests dieser Art wurde gefunden, daß bei Höhenwinkelmessungen am Ort A (Fig.4) der Azimuthwinkel des Flugzeugs sich bei Annäherung an den Landepunkt um etwa 20 änderte. Die maximale Winkelgeschwindigkeit für den Azimuth betrug etwa 6° pro Sekunde mit einer maximalen Beschleunigung von 6° ^pro Sekunde/pro Sekunde. Der Höhenwinkel änderte sich bei Messungen von Azimuthwinkeln am Ort B um etwa 4 . Die ma-

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ximale Winkelgeschwindigkeit für Höhenservo war etwa O₃25° pro Sekunde mit eine:
Sekunde/pro Sekunde-.

pro Sekunde mit einer Maximalbeschleunigung von 0,1° pro

Im Falle des Versagens der Lampe im Plugzeug oder der Elektronik am Boden ist es wünschenswert, daß die Einrichtung eine Verfolgungseinrichtung eines telemetrischen Theodoliten aufweist. Hierzu werden vorzugsweise Digitalisierer an den horizontalen und Höhenabschnitten der beweglichen Plattform angebracht. Ein 1 : 1 Getriebe zwischen Handrädern und Digitalisierern kann vorgesehen sein, wobei 1° Plattformbewegung einer 36O°-Drehung des Handrades entspricht. Die Teilung auf den Handrädern sollte Winkelinkremente der sich bewegenden Plattform in 0,01 Schritten anzeigen. 1 Plattformbewegung kann in 8 Bit Gray-Kode in derselben Weise kodiert werden und mit denselben Spannungspegeln wie für die automatische Verfolgungsbetriebsweise.

Die oben beschriebene Lampe, die servo .betrieben ist, um den Strahl in Richtung auf die Kamera zu halten, ist nicht zwingend notwendig. Beispielsweise können zwei Lampen nahe der Spitze des Plugzeugs befestigt werden, deren Strahlen sich so ausbreiten, daß die Kamera ein detektierbares Signal empfängt, gleichgültig ob das Plugzeug schwankt, während es in dem erforderlichen Bereich ist. Die beiden Lampen können an der Bugradverstrebung oder an einem ähnlichen Ort in der Nähe der Spitze angebracht werden. Plugzeuge ohne spezielle Lampen oder Aufzeichnungseinrichtungen können mittels ihrer normalen Landelampen verfolgt werden. Die Ausgangsdaten der Verfolgung können auf einem Blattschreiber aufgezeichnet werden, der von einem Digital/Analogumsetzer angetrieben wird, der an den Ausgang des BinärSpeichers 90 angeschlossen ist.

Im Idealfall sollte die Empfangsantenne des Plugzeugblindlandesystems mit dem Teil der Ziellampe zusammenfallen, der

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verfolgt wird. Es ist schwierig, dies in Bezug auf die Eichung im Gleitweg zu erreichen; wenn jedoch die Versetzungsentfernung bekannt ist, kann durch eine einfache Rechnung eine Korrektur während der Auswertung der Ergebnisse vorgenommen werden, oder die Verfolgungseinrichtung kann so aufgestellt werden, daß der Fehler Null wird. Das Letztere ist möglich, weil die Einrichtung zur Messung von Winkelabweichungen von dem gewünschten Gleitpfad ausgelegt ist, der der Einfachheit halber als Ebene angenommen ist, die die Empfangsantenne auf dem Flugzeug auf seinem Gleitpfad schneidet. Eine parallele Ebene schneidet daher die Lampe und, wenn man die Einrichtung derart anordnet, daß die parallele Ebene anstelle der Gleitpfadebene die Bezugszeile auf der Photokathode schneidet, dann ist die Winkelabweichung der Lampe von der parallelen Ebene gleich der Winkelabweichung der Antenne von der Gleitpfadebene.

Es ist nicht unbedingt notwendig, die Empfindlichkeit der Photokathode zu verändern, um die mit einer solchen Einstellung verbundenen Vorteile bei der oben beschriebenen Einrichtung zu erhalten. Bei einigen Röhrentypen ist eine solche Einstellung garnicht möglich. Alternativ kann man die Lichtmenge ändern, die man auf die Photokathode fallen läßt, z.B. durch Anordnung eines veränderlichen Anschlags oder eines Paares einstellbarer, kreuzpolarisierter Filter im optischen System, wobei die Einstellung des optischen Systems entsprechend der Punktintensität vorgenommen wird. Man kann auch mittels einer automatischen Verstärkungsregeleinrichtung den Aus.gang des Verstärkers 34 einstellen, aber diese letztere Lösung des Problems der Schwellwerteinstellung würde das Problem der Photokathodensättigung nicht lösen; dieses Problem kann aber natürlich auf andere Weise gelöst werden.

Die Auslesung auf den ersten, vom Diskriminator empfangenen Impuls ist nicht unbedingt notwendig - dies ist nur ein bequemer Weg um sicherzustellen, daß die Abtastzeilenauslesung

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in jeder Bildperiode denselben Teil der Lampe darstellt, in diesem Fall den Umfang der Lampe. Alternativ kann man auf jeder Zeile auslesen, auf welcher das Lampenhild einen Impuls zum Durchlaufen des Diskriminators erzeugt, und die resultierenden Binärzahlen einer arithmetischen Mittelungsvorrichtung zuführen, die einen Ausgang abgibt, der der Lage des Zentrums des Lampenbildes in Bezug auf die Photokathode entspricht.

Die obige Beschreibung basiert auf einer Abtastweise, bei der jede Zeile auf derselben Seite der Photokathode beginnt Dies bedingt die Benutzung einer Rücklaufperiode, die langer als normal bemessen wurde, um Einsehwingvorgänge vor Beginn einer Abtastzeile abklingen zu lassen. Alternativ kann die Photokathode hin und her mit relativ kurzen Perioden zwischen den Abtastzeilen abgetastet werden. Das erlaubt eine höhere Abtastfrequenz, bedingt jedoch eine Abänderung anderer Teile der Einrichtung, z.B.der Empfindlichkeit seinsteilung.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche:

Einrichtung für die Verfolgung eines leuchtenden Zieles, bestehend aus einer photoempfindlichen Fläche und einer Vorrichtung zu ihrer Abtastung und Erzeugung eines der Beleuchtung der Fläche entsprechenden Ausgangssignals,dadurch gekennzeichnet, daß ein Videodiskriminator (36) vorgesehen ist zur Auswahl eines Teiles des Ausgangssignals, das einem Bild des Zieles entspricht, und eine Vorrichtung (24,32) zur Bestimmung der Versetzung des Bildes in einer Dimension von einer Bezugslinie auf der Fläche, wobei die Bezugslinie eine vorgegebene Orientierung darstellt und die Versetzung eine Winkelabweichung von dieser Orientierung, und daß die Einrichtung eine Vorrichtung (85,88) zum Nachlauf der Fläche entsprechend den Bewegungen des Zieles in orthogonaler Richtung zu der genannten Dimension aufweist.

Einrichtung nach Anspruch 1 mit einer die Fläche entlang einer Vielzahl paralleler Zeilen, von denen eine die Bezugszeile ist, abtastenden Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (24) zur Bestimmung der Versetzung eine Abtastzeile identifiziert, auf der das Bild gefühlt ist.

Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (26,140) zur Auswahl der Bezugszeile vorgesehen ist.

Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (134,124) zur Einstellung der Bezugszeile auf die vorbestimmte Orientierung vorgesehen ist.

Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung (134,124) die Bezugszeile

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mit einem vermessenen Ort in Deckung bringt und die Fläche zwischen dem vermessenen Ort und der vorbestimmten Orientierung einstellt.

6. Einrichtung für die Verfolgung eines leuchtenden Zieles , bestehend aus einer photoempfindlichen Fläche und einer Vorrichtung zu ihrer Abtastung und Erzeugung eines der Beleuchtung der Fläche entsprechenden Ausgangssignals, dadurch gekennzeichnet, daß ein op-tisches System (112) vorgesehen ist, das ein Sichtfeld für die Fläche definiert, sowie eine bezüglich der Fläche im Sinne eines gemeinsamen Sichtfeldes ausgerichtete Suchvorrichtung (134),und eine Bezugsmarkierung in der Suchvorrichtung, die deren Sichtfeld überlagert, und eine Vorrichtung (26) zur Einstellung der Abtastung derart, daß ein vorbestimmter Abschnitt von ihr im wesentlichen mit der Bezugsmarkierung im Verhältnis zum gemeinsamen Sichtfeld in Deckung gebracht werden kann.

7. Einrichtung nach Anspruch 6 mit einer die Fläche entlang einer Vielzahl von parallelen Zeilen abtastenden Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsmarkierung eine Linie ist und daß der Abschnitt der Abtastung eine Abtastzeile ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7j dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugslinie zu einem Paar orthogonaler Linien gehört, und daß die Fläche drehbar ist, so daß die gewählte Abtastzeile mit einer der Bezugslinien in Deckung gebracht werden kann.

9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (108) zur Auslesung der ausgewählten Abtastzeile vorgesehen ist.

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10. Einrichtung nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (124) zur Einstellung der Fläche über einen gewünschten Winkel h'ach Ausrichtung der Bezugsmarkierung gegenüber einem vermessenen Ort vorgesehen ist.

11. Einrichtung für die Verfolgung eines leuchtenden Zieles, bestehend aus einer photoempfindlichen Fläche und einer Vorrichtung zu ihrer Abtastung und Erzeugung eines der Beleuchtung der Fläche entsprechenden Ausgangssignals, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (36) zur Auswahl eines Abschnittes des Signals, der das Bild des Zieles darstellt, vorgesehen ist, sowie eine Vorrichtung (80) zur Bestimmung der Helligkeit des Bildes und eine Vorrichtung (154, 155) zur Einstellung des Ausgangssignals der "fläche in Abhängigkeit von der Bildhelligkeit.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (80) zur Bestimmung der Bildhelligkeit einen auf den Spitzenwert des Ausgangssignals ansprechenden Schaltkreis (143) enthält, der einige Zeit nach dem Fühlen des Bildes mit dem Ausgangssignal beaufschlagt wird.

13. Einrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (154,155) zur Einstellung des Ausgangssignals der Fläche derart einstellbar ist, daß die Spitzenamplitude des Abschnittes, des Signals nach der Einstellung im wesentlichen bei der wiederholten Abtastung des Bildes konstant gehalten wird.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (36) zur Auswahl des Abschnittes des Signals eine Schwellwertvorrichtung (48) aufweist.

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15· Einrichtung nach Anspruch 11 bis 14.,. dadurch gekennzeichnet, daß eine optische Scharfeinstellvorrichtung (112) in einer im wesentlichen festen Zuordnung zur Fläche vorgesehen ist.

16. Einrichtung für die Verfolgung eines leuchtenden Zieles, bestehend aus einer photoempfindlichen Fläche und einer Vorrichtung zu ihrer Abtastung und Erzeugung eines der Beleuchtung der Fläche entsprechenden Ausgangssignals, dadurch gekennzeichnet,, daß eine Vorrichtung (40) zur Fühlung von Änderungen in der Be-Leuchtungsintensität einer vorbestimmten Schärfe vorgesehen ist, die Randsignale in Abhängigkeit davon erzeugt, sowie eine Vorrichtung )70) zur Bestimmung eines vorbestimmten Zeitintervalls von der Erzeugung eines ersten Randsignals ausgehend, und eine Vorrichtung (74) zur Erzeugung eines Ausgangssignals, wenn ein zweites Randsignal innerhalb des ZeitintervalIs empfangen wird.

17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schwellwertvorrichtung (48) vorgesehen ist zum Empfang der Randsignale und zur Weiterleitung an die Zeitintervallvorrifatung (70) und die Vorrichtung (74) zur Erzeugung des Ausgangssignals.

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