DE2354613C3

DE2354613C3 - Doppler radio measuring arrangement for indicating that a predetermined triggering height has been reached above the ground

Info

Publication number: DE2354613C3
Application number: DE19732354613
Authority: DE
Inventors: Jean Colombes Brasier (Frankreich)
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1972-10-31
Filing date: 1973-10-31
Publication date: 1977-09-08

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine zur Verwendung an Bord eines Luftfahrzeugs bestimmte Anordnung zur Anzeige des Erreichens einer vorbestimmten Auslösehöhe über dem Boden bei der Annäherung des Trägerfahrzeugs an den Boden durch Abgabe eines Anzeigesignals, das Auswertungsschaltungen zugeführt wird, mit einer Funkmeßeinrichtung, die eine reine ungedämpfte Welle aussendet und empfangsseitig das durch die Bodenreflexion erzeugte Dopplersignal liefert, mit einer Hüllkurvendetektoranordnung für das Dopplersignal, mit einer Doppelumformungsschaltung für das Hüllkurvensignal, die zwei Ausgangssignale bildet, und mit einer Vergleichsschaltung, welche die Ausgangssignale der Doppelumformungsschaltung empfängt und das Anzeigesignal liefert.The invention relates to an arrangement intended for use on board an aircraft Indication of reaching a predetermined release height above the ground when approaching the Carrier vehicle to the ground by outputting a display signal that is fed to evaluation circuits is, with a radio measuring device that sends out a pure undamped wave and on the receiving side the provides the Doppler signal generated by the floor reflection, with an envelope curve detector arrangement for the Doppler signal, with a double conversion circuit for the envelope signal, the two output signals forms, and with a comparison circuit which the output signals of the double conversion circuit receives and delivers the display signal.

Das von einer solchen Anordnung beim Erreichen der vorbestimmten Auslösehöhe gelieferte Anzeigesignal kann je nach dem beabsichtigten Anwendungszweck auf verschiedene Weise ausgewertet werden; es kann insbesondere zur Auslösung eines Sicht- oder .Schallsignals verwendet werden, oder zur Steuerung einer gewünschten Wirkung durch eine Zusatzeinrichtung, sobald die vorgesehene Auslösehöhe erreicht ist. Beispielsweise kann das Abwerfen einer Ladung im Flug ausgelöst werden.The display signal delivered by such an arrangement when the predetermined trigger level is reached can be evaluated in different ways depending on the intended use; it can be used in particular to trigger a visual or .Schallssignal, or to control a desired effect through an additional device as soon as the intended release height is reached. For example, the dropping of a cargo can be triggered in flight.

Aus der US-PS 25 33 889 ist eine Anordnung der eingangs angegebenen Art bekannt, die ein Ausgangssignal liefert, das bei konstanter Fluggeschwindigkeit dauernd die Zeit angibt, die noch bis zum Erreichen eines bestimmten Zieles verstreicht; wenn man unterstellt, daß im Grenzfall das Ziel der Boden ist, kann das kontinuierliche Ausgangssignal zur Anzeige des Erreichens einer bestimmten Entfernung vom Boden verwendet werden. Die Hüllkurvendetektoranordnung dieser bekannten Anordnung enthält zwei Detektorschaltungen mit unterschiedlichen Zeilkonstanten, die ein positives bzw. ein negatives demoduliertes Signal abgeben, und die diese Signale empfangende Doppelumformungsschaltung besteht aus zwei Tiefpaß-Filtergliedern mit Übertragungskennlinien, die sich nur durch ihre Zeitkonstanten unterscheiden. Die Klemmenspannungen der mit entgegengesetzten Polaritäten aufgela-From US-PS 25 33 889 an arrangement of the type mentioned is known which has an output signal delivers, which at constant airspeed continuously indicates the time that still remains until it is reached a specific goal elapses; if one assumes that in borderline cases the goal is the ground, that can continuous output signal to indicate that a certain distance from the ground has been reached be used. The envelope detector arrangement of this known arrangement contains two detector circuits with different line constants that produce a positive or a negative demodulated signal output, and the double conversion circuit receiving these signals consists of two low-pass filter elements with transfer characteristics that differ only in their time constants. The terminal voltages charged with opposite polarities

denen Kondensatoren dieser Filterglieder werden durch Subtraktion miteinander verglichen, und außerdem wird eine dieser Klemmenspannungen für eine automatische Verstärkungsregelung verwendet. Die Wirkungsweise dieser bekannten Schaltung beruht auf der automatischen Verstärkungsregelung in Verbindung mit den unterschiedlichen Zeitkonstanten der beiden Detektoren. Durch diesen nichtünearen Vorgang erhält man ein Ausgangssignal, das dem Verhältnis der Amplitudenänderung zur Amplitude proportional ist; dieses Verhältnis ist der bis zum Erreichen des Ziels erforderlichen Zeit umgekehrt proportional.those capacitors of these filter elements are compared with each other by subtraction, and moreover one of these terminal voltages is used for automatic gain control. the Operation of this known circuit is based on the automatic gain control in conjunction with the different time constants of the two detectors. Through this non-permanent process an output signal is obtained which is proportional to the ratio of the change in amplitude to the amplitude; this ratio is inversely proportional to the time required to reach the goal.

Würde man eine solche Anordnung zur Anzeige des Erreichens einer bestimmten Auslösehöhe über dem Boden verwenden, so bestünde das gleiche Problem wie bei Anordnungen, bei denen diese Anzeige durch direkten Vergleich der Amplitude des Dopplersignals mit einem der gewünschten Auslösenöhe entsprechenden Schwellenwert erfolgt: Da die Amplitude des Dopplersignals unter anderem von dem Bodenreflexionsfaktor abhängt, wirken sich Schwankungen dieses Bodenreflexionsfaktors auf die Feststellung der Auslösehöhe aus.If you would have such an arrangement to display the reaching of a certain trigger height above the If you use the ground, the problem would be the same as with arrangements in which this display comes through direct comparison of the amplitude of the Doppler signal with one corresponding to the desired trigger level Threshold occurs: Because the amplitude of the Doppler signal depends, among other things, on the floor reflection factor depends, fluctuations in this ground reflection factor affect the determination of the trigger height out.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Anordnung der eingangs angegebenen Art, bei der die Auslösehöhe, bei deren Erreichen das Anzeigesignal abgegeben wird, unabhängig von dem Bodenreflexionsfaktor ist.The object of the invention is to create an arrangement of the type specified above, in which the Triggering height at which the display signal is emitted, regardless of the ground reflection factor is.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Umformungsschaltung durch zwei passive lineare Schaltungen gebildet ist, deren Übertragungsfunktionen derart unterschiedlich sind, daß die für einen gegebenen konstanten Wert der Vertikalgeschwindigkeit geltenden Kurven der Amplituden ihrer Ausgangssignale als Funktion der Zeit zu einem gemeinsamen Wert konvergieren, und daß die Vergleichsschaltung so ausgebildet ist, daß sie das Anzeigesignal in dem Zeitpunkt liefert, in dem das Amplitudenverhältnis ihrer Eingangssignale einen vorbestimmten Wert erreicht.According to the invention, this object is achieved in that the conversion circuit by two passive linear circuits are formed whose transfer functions are so different that the for a given constant value of the vertical speed curves of the amplitudes of their Output signals converge to a common value as a function of time, and that the comparison circuit is designed so that it delivers the display signal at the point in time at which the Amplitude ratio of their input signals reaches a predetermined value.

Da bei der Anordnung nach der Erfindung nicht mehr die Amplitude des Dopplersignals selbst als Kriterium für die Feststellung des Erreichens der Auslösehöhe verwendet wird, sondern das Verhältnis von zwei daraus gewonnenen Amplituden, werden Änderungen des Bodenreflexionsfaktors und anderer die Amplitude des Dopplersignals beeinflussender Parameter kompensiert, so daß die Anzeige des Erreichens der Auslösehöhe von diesen Parametern unabhängig ist.Since in the arrangement according to the invention no longer the amplitude of the Doppler signal itself as a criterion is used to determine when the trip height has been reached, but the ratio of two obtained amplitudes, changes in the ground reflection factor and others the amplitude of the Doppler signal influencing parameters compensated, so that the display of reaching the Trigger height is independent of these parameters.

Wenn keine besonderen Maßnahmen getroffen werden, setzt das richtige Funktionieren der zuvor angegebenen Anordnungen voraus, daß die Frequenz des Dopplersignals konstant ist. Diese Bedingung ist in den meisten Fällen erfüllt, weil die Vertikalgeschwindigkeit des Luftfahrzeugs als konstant angesehen werden kann. Falls jedoch Änderungen der Vertikalgeschwindigkeit und damit der Dopplerfrequenz in einem bestimmten Bereich zu erwarten sind, ist es möglich, die Auswirkungen dieser Änderungen auf die Genauigkeit der Anzeige zu kompensieren. <*>If no special measures are taken, the correct functioning of the previously continues specified arrangements assume that the frequency of the Doppler signal is constant. This condition is in met in most cases because the vertical speed of the aircraft is considered to be constant can. However, if changes in the vertical speed and thus the Doppler frequency in one certain range is expected, it is possible to see the effect of these changes on accuracy to compensate for the display. <*>

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß als zusätzliche Bewer.ungseinriclhtungen, die eine genaue Feststellung der Auslösehöhe auch bei Änderungen der Vertikalgeschwindigkeit in einem vorbestimmten Bereich zu beiden Seiten des vorbestimmten Vertikalgeschwindigkeitswertes ermöglichen, zwei Filterschaltungen vorgesehen sind, denen das Dopplersignal parallel zugeführt wird, daß die Hüllkurvendetektoranordnung zwei Hüllkurvendetektorschaltungen enthält, die jeweils das Ausgangssignal einer der Filterschaltungen empfangen und an deren Ausgang jeweils eine der linearen Schaltungen angeschlossen ist, und daß die Filterschaltungen so ausgeführt sind, daß sie die Amplitude des Dopplersignals mit in Abhängigkeit von der Frequenz des Dopplersignals veränderlichen Faktoren multiplizieren. According to an advantageous development of the invention, this is achieved in that as an additional Assessment devices that provide an accurate assessment the release height increases even with changes in the vertical speed in a predetermined range enable two filter circuits to be provided on both sides of the predetermined vertical speed value are to which the Doppler signal is fed in parallel that the envelope detector arrangement two Contains envelope detector circuits each of which receives the output signal of one of the filter circuits and at the output of which one of the linear circuits is connected, and that the filter circuits are designed so that they have the amplitude of the Doppler signal as a function of the frequency multiplying the variable factors of the Doppler signal.

Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung wird mit zwei verschiedenen Hüllkurvensignalen gearbeitet, die in Abhängigkeit von der Abweichung der Vertikalgeschwindigkeit (und damit der Dopplerfrequenz) von dem Nennwert so bewertet sind, daß die Auswirkung dieser Abweichung kompensiert wird. Bei dem Nennwert der Vertikalgeschwindigkeit sind die Bewertungen der beiden Hüllkurvensignale beispielsweise gleich, so daß die Anordnung dann wie mit einem einzigen Hüllkurvensignal arbeitet.In this embodiment of the invention, two different envelope signals are used, which are shown in FIG Dependence on the deviation of the vertical speed (and thus the Doppler frequency) from the nominal value are valued in such a way that the effect of this deviation is compensated. At face value for the vertical speed, the evaluations of the two envelope signals are, for example, the same, see above that the arrangement then works as with a single envelope signal.

Weitere Details bzw. Vorteile der erfindungsgemäßen Höhenanzeigevorrichtung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele. In der Zeichnung zeigtFurther details and advantages of the height display device according to the invention emerge from FIG following description of the embodiments shown in the drawing. In the drawing indicates

Fig. 1 das Blockschaltbild der Schaltungen einer Höhsnanzeigevorrichtung nach der Erfindung,1 shows the block diagram of the circuits of a height display device according to the invention,

Fig. 2 das Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform der Höhenanzeigevorrichtung nach der Erfindung,Fig. 2 is a block diagram of another embodiment the height display device according to the invention,

Fig.3 ein Ausführungsbeispiel der Schaltungen, die bei der Ausführungsform von F i g. 1 zur Erzeugung des Höhenanzeigesignals aus dem demodulierten Signal verwendet werden,Fig.3 shows an embodiment of the circuits which in the embodiment of FIG. 1 for generating the altitude display signal from the demodulated signal be used,

Fig.4 Kurven zur Erläuterung der Wirkungsweise der Ausführungsform von F i g. 3 undFig. 4 curves to explain the mode of operation the embodiment of FIG. 3 and

F i g. 5 Beispiele von Filterkurven für die Filterschaltungen, die bei der Ausführungsform von F i g. 2 verwendet werden.F i g. 5 examples of filter curves for the filter circuits used in the embodiment of FIG. 2 be used.

F i g. 1 zeigt in Form eines Blockschaltbildes die Schaltungen einer Höhenanzeigevorrichtung nach der Erfindung. Zu diesen Schaltungen gehört eine mit elektromagnetischen Wellen arbeitende Ortungseinrichtung, die durch eine Sende-Empfangs-Schaltung 1 und eine Antenne 2 dargestellt ist. Die Sende-Empfangs-Schaltung 1 enthält Einrichtungen zur Aussendung einer reinen ungedämpften Welle, und die Antenne 2 ermöglicht die Ausstrahlung dieser Welle in einem vorbestimmten Richtdiagramm zum Boden hin. Die gleiche Schaltung enthält Empfangseinrichtungen, mit denen das Signal abgenommen werden kann, das der vom Dopplereffekt verursachten Niederfrequenzkomponente ^entspricht und in einer Welle auftritt, die von einem Hindernis zurückgeworfen worden ist, das eine Relativbewegung ausführt.F i g. 1 shows, in the form of a block diagram, the circuits of an altitude display device according to FIG Invention. These circuits include a locating device that works with electromagnetic waves, by a transmit-receive circuit 1 and an antenna 2 is shown. The transmit-receive circuit 1 contains devices for transmitting a pure undamped wave, and the antenna 2 enables this wave to be broadcast in one predetermined directional diagram towards the ground. The same circuit includes receiving devices, with from which the signal can be picked up, that of the low-frequency component caused by the Doppler effect ^ corresponds and occurs in a wave that has been thrown back by an obstacle, the one Relative movement executes.

Die Schaltung I kann einen Oszillator enthalten, dessen mittlerer Strom sich ändert, wenn sich die Impedanz ändert, mit welcher der Oszillator belastet ist. Dieser Oszillator erzeugt die reine ungedämpfte Welle, deren Frequenz im Meterwellenband liegen kann. Wenn ein Teil der ausgesendeten Energie durch ein sich relativ bewegendes Hindernis reflektiert wird, äußerst sich die Phasendrehung der rückkehrenden Welle am Oszillator in einer Änderung der Belastung und somit in einer Änderung des mittleren Stromes. Die Abnahme dieses Parameters erfolgt vorzugsweise an einem Punkt des Oszillators, der hochfrequenzmäßig entkoppelt ist. Somit ist das abgenommene Signal die vom Dopplereffekt verursachte Niederfrequenzkomponente und dieThe circuit I can contain an oscillator whose mean current changes when the Changes the impedance with which the oscillator is loaded. This oscillator creates the pure undamped wave, whose frequency can be in the meter wave band. When part of the energy emitted by a relative moving obstacle is reflected, the phase shift of the returning wave at the oscillator is extreme in a change in the load and thus in a change in the mean current. The decrease of this The parameter is preferably carried out at a point on the oscillator that is decoupled in terms of high frequency. Thus, the picked up signal is the low frequency component caused by the Doppler effect and the

Änderung seiner Amplitude drückt die Änderung der Entfernung zwischen dem Radargerät und demzufolge dem Trägerfahrzeug oder Flugzeug und dem sich realtiv dazu bewegenden Hindernis aus. Für die hier in Betracht gezogene Vorrichtung ist das angestrahlte Hindernis durch den Erdboden gebildet, und das Signal ermöglicht die Feststellung der Nähe des Erdbodens.Change in its amplitude expresses the change in the distance between the radar and consequently the carrier vehicle or aircraft and the relatively moving obstacle. For those here in The device under consideration is the irradiated obstacle formed by the ground and the signal enables the proximity of the ground to be determined.

Das Dopplersigna!, das von dem durch den Erdboden gebildeten Hindernis verursacht wird, wird Verstärkerschaltungen 3 zugeführt, deren Verstärkerkennlinie im wesentlichen auf den Bereich der zu erwartenden Dopplerfrequenzen begrenzt ist, damit der Rauschabstand verbessert wird.The Doppler signal! Caused by the obstacle formed by the ground becomes amplifier circuits 3, the amplifier characteristics of which are essentially in the range of the expected Doppler frequencies is limited so that the signal-to-noise ratio is improved.

Das Niederfrequenzsignal wird anschließend einer Spitzenwertdetektorschaltung 4 zugeführt, welche die Hüllkurve der verstärkten Dopplerkomponente liefert.The low frequency signal is then fed to a peak value detector circuit 4 which has the Envelope of the amplified Doppler component supplies.

Das demodulierte Hüllkurvensignal am Ausgang der Detektorschaltung 4 entspricht der zeitlichen Änderung der Amplitude der empfangenen Dopplerkomponente und wird gleichzeitig zwei passiven linearen Schaltungen 5 und 6 zugeführt, deren Übertragungsfunktionen verschieden gewählt sind. Demzufolge sind für ein in Betracht gezogenes Eingangssignal 51 die Ausgangssignale 52 bzw. 53 nicht in jedem Zeitpunkt zueinander proportional; ihr Proportionalitätsfaktor ändert sich zeitlich als Funktion der Änderung, die das ankommende Signal 51 aufweist. Die Ausgangssignale 52 und 53 werden anschließend einer Vergleichsschaltung 7 zugeführt. Diese ist so ausgelegt, daß sei ein Höhenanzeige-Nutzsignal 54 Hefen, wenn der Proportionalitätsfaktor zwischen den Signalen 52 und 53 einen vorbestimmten Wert K hat. Wie später gezeigt wird, entspricht in dem Zeitpunkt, in welchem dieser Wert erzeugt wird, die Höhe des Trägerfahrzeugs über dem Erdboden der in Betracht gezogenen Betriebshöhe. Das Signal 54 wird Auswertungsschaltungen 8 zugeführt. The demodulated envelope signal at the output of the detector circuit 4 corresponds to the change in the amplitude of the received Doppler component over time and is simultaneously fed to two passive linear circuits 5 and 6 whose transfer functions are selected differently. Accordingly, for a considered input signal 51, the output signals 52 and 53 are not proportional to one another at every point in time; its proportionality factor changes over time as a function of the change exhibited by the incoming signal 51. The output signals 52 and 53 are then fed to a comparison circuit 7. This is designed so that if the proportionality factor between the signals 52 and 53 has a predetermined value K , an altitude display useful signal 54 is yeast. As will be shown later, at the point in time at which this value is generated, the height of the carrier vehicle above the ground corresponds to the operating height under consideration. The signal 54 is fed to evaluation circuits 8.

Diese Anordnung arbeitet in folgender Weise:This arrangement works in the following way:

Das Signal 51 am Ausgang des Detektors 4 hängt von folgenden Parametern ab:The signal 51 at the output of the detector 4 depends on the following parameters:

der Höhe Λ über dem Boden, wobei die Amplitude bei abnehmender Höhe nach einer Mh-Funktion wächst;the height Λ above the ground, the amplitude increasing with decreasing height according to an Mh function;

dem Gleitwinkel w, da das Strahlungsdiagramm im allgemeinen nicht sphärisch ist;the slip angle w, since the radiation diagram is generally not spherical;

der Empfindlichkeit 5 des Oszillators, die durch das Verhältnis der Amplitude des abgenommenen Niederfrequenzsignals zu der Amplitude der empfangenen Hochfrequenzwelle, ausgedrückt in Prozenten der Amplitude der ausgesendeten Hochfrequenzwelle, definiert ist;the sensitivity 5 of the oscillator determined by the ratio of the amplitude of the Low frequency signal to the amplitude of the received high frequency wave, expressed in Percent of the amplitude of the transmitted high frequency wave, is defined;

dem Bodenreflexionsiaktor Rs. the floor reflection actuator Rs.

Die Detektoranordnung ist in einer an sich bekannten Weise so ausgelegt, daß jede ungewollte Auslösung während der Anfangsphase der Flugbahn, in welcher das Fahrzeug den Boden verläßt, vermieden wird; während des eigentlichen Fluges liegt die Flugbahn in einer ausreichend großen Entfernung vom Erdboden, so daß sich eine sehr kleine Amplitude der vom Erdboden verursachten Dopplerkomponente ergibt, welche keine Erzeugung des Nutzsignals 54 ermöglicht; bei der Annäherung an den Erdboden wächst diese Amplitude schnell, und das demodulierte Signal 51 wird verwertbar. The detector arrangement is designed in a manner known per se so that any unintentional triggering is avoided during the initial phase of the trajectory in which the vehicle leaves the ground; during the actual flight the trajectory is at a sufficiently large distance from the ground, see above that there is a very small amplitude of the Doppler component caused by the ground, which is none Generation of the useful signal 54 enables; when approaching the ground, this amplitude increases quickly, and the demodulated signal 51 becomes usable.

Die vier letzten zuvor angeführten Parameter sind kennzeichnend für die Flugbcdingungen und können während der Endphase, in der das Signal 51 verwertet wird, als konstant angesehen werden; nur der Parameter h ändert sich als Funktion der ZeitThe last four parameters listed above are characteristic of the flight conditions and can be viewed as constant during the final phase in which the signal 51 is used; only the parameter h changes as a function of time

Wenn als Zeitursprung der spätere Zeitpunkt gewählt wird, in welchem das Trägerfahrzeug den Boden berühren würde, wenn es seine Abwärtsflugbahn fortsetzen würde, kann das Signal 51 während der Endphase des Fluges durch eine Funktion der Form Af(t) dargestellt werden, worin A eine durch dieIf the later point in time at which the host vehicle would touch the ground if it were to continue its downward flight path is chosen as the time origin, the signal 51 during the end phase of the flight can be represented by a function of the form Af (t) , where A is a the

ίο Parameter Vz, w, S und Rs gegebene Konstante ist, während f(t) eine die Veränderliche h darstellende Zeitfunktion ist. Für andere Flugbedingungen hat der Koeffizient A einen anderen Wert A\, der den neuen Werten der vier erwähnten Parameter entspricht, während die Funktion /^unverändert bleibt; das Signal 51 ist somit relativ mit einer Konstante A\/A multipliziert.ίο parameter Vz, w, S and Rs is a given constant, while f (t) is a time function representing the variable h. For other flight conditions, the coefficient A has a different value A \, which corresponds to the new values of the four parameters mentioned, while the function / ^ remains unchanged; the signal 51 is thus relatively multiplied by a constant A \ / A.

Da die Übertragungsfunktionen der Schaltungen 5 und 6 verschieden sind, wird das Signal 51 = A-f(t) durch die Schaltung 5 in ein Signal 52 = Y\(t) und durch die Schaltung 6 in ein Signal 53 = Yj(t) umgewandelt. Die diese Schaltungen bildenden passiven Elemente sind so bestimmt, daß die Signale 52 und 53 in einem Zeitpunkt fo, der für den Betrieb vor dem gewählten Zeitursprung festgelegt ist, den gewünschten gegenseitigen Proportionalitäisfaktor K am Eingang der Vergleichsschaltung 7 aufweisen, so daß in diesem Augenblick die Erzeugung des Nutzsignals 54 stattfindet. Da die Schaltungen 5 und 6 übereinkunftsgemäß verschieden sind, kann diese Bedingung in einem anderen Zeitpunkt nicht erfüllt sein. Da ferner die Schaltungen 5 und 6 linear sind, werden dann, wenn für andere Flugbedingungen die Funktion Af(t) zur Funktion A\ · /"ff^ wird, die Signale 52 und 53 zu;Since the transfer functions of the circuits 5 and 6 are different, the signal 51 = Af (t) is converted by the circuit 5 into a signal 52 = Y \ (t) and by the circuit 6 into a signal 53 = Yj (t) . The passive elements forming these circuits are determined in such a way that the signals 52 and 53 have the desired mutual proportionality factor K at the input of the comparison circuit 7 at a point in time fo which is determined for operation before the selected time origin, so that at that moment the Generation of the useful signal 54 takes place. Since the circuits 5 and 6 are different according to agreement, this condition cannot be fulfilled at any other point in time. Furthermore, since the circuits 5 and 6 are linear, if the function Af (t) becomes the function A \ · / "ff ^ for other flight conditions, the signals 52 and 53 become;

f^(t) bzw. 4-Y_a(t).f ^ (t) or 4-Y _a (t).

Der Zeitpunkt, in dem sie das Verhältnis K aufweisen.The point in time at which they have the ratio K.

bleibt demzufolge der gleiche Zeitpunkt Ib.consequently remains the same point in time Ib.

Der Betrieb der Höhenanzeigevorrichtung wird somit eine feste Zeit U> vor dem Eintreffen am Boden ausgelöst. Die Betriebshöhe ho = Vz-<6 ist also unabhängig von den Parametern w, S und Rs, woraus insbesondere zu erkennen ist, daß die hauptsächlichen Fehlerursachen beseitigt sind, die auf dem Bodenreflexionsfaktor Äsberuhen.The operation of the height display device is thus triggered a fixed time U> before reaching the ground. The operating altitude ho = Vz- <6 is therefore independent of the parameters w, S and Rs, from which it can be seen in particular that the main causes of errors that are based on the ground reflection factor Äs are eliminated.

Die Höhenfunktion h = Vz-1 während der Endphase bleibt dem Parameter Vzunterworfen; daraus folgt, daß sich die Betriebshöhe fto proportional zu der Komponente Vz ändert Nun kann sich der Parameter Vz in einem bestimmten Änderungsbereich bewegen, wenr insbesondere für ein gegebenes Fahrzeug verschiedene Flugbedingungen in Betracht gezogen werden. E>arau:The height function h = Vz-1 during the end phase remains subject to the parameter Vz; it follows from this that the operating altitude fto changes proportionally to the component Vz. The parameter Vz can now move within a certain range of change if, in particular, different flight conditions are taken into account for a given vehicle. E> arau:

folgt ein gewisser Änderungsbereich für die Betriebshö he Λο-a certain area of change for the depot follows hey Λο-

Es kann als notwendig angesehen werden, die Änderung der Betriebshöhe Λο zu bewerten und dadurct den Änderungsbereich zu verringern, damit im wesentli chen optimale Betriebsbedingungen eingehalten wer den. Zu diesem Zweck kann die an Hand von Fig.' beschriebene Anordnung so verbessert werden, wi< durch das Blockschaltbild von F i g. 2 dargestellt ist, w( die gleichen Bestandteile mit den gleichen Bezugszei chen versehen sind. Das verstärkte Dopplersignal win gleichzeitig zwei Nicdcrfrequenz-Fillerschaltungen 11 und 11 zugeführt, auf die jeweils ein Spitzenwertdetek tor 40 bzw. 41 folgt. Das von dem SpitzenwertdetektoIt can be seen as necessary to evaluate and dadurct the change in operating altitude to reduce the range of change so that essentially optimal operating conditions are maintained the. For this purpose, on the basis of Fig. ' described arrangement can be improved so that wi < through the block diagram of FIG. 2 is shown, w (the same components with the same reference numerals are provided. The amplified Doppler signal win two Nicdcrfrequenz-filler circuits 11 at the same time and 11 supplied to each of which a peak value detector gate 40 or 41 follows. The one from the peak detector

40 demodulierte Hüllkurvensignal 510 wird der linearen Schaltung 5 zugeführt, während das demodulierte Hüllkurvensignal 511 am Ausgang des Spitzenwertdetektors 41 zu der linearen Schaltung 6 übertragen wird. Die Filterschaltungen 10 und 11 sind so ausgelegt, daß sie Koeffizienten K\ bzw. K₂ einführen, die von der Dopplerfrequenz F und demzufolge von dem Wert Vz abhängen. Somit haben die Signale 510 und 511 die Form40 demodulated envelope signal 510 is fed to the linear circuit 5, while the demodulated envelope signal 511 at the output of the peak value detector 41 is transmitted to the linear circuit 6. The filter circuits 10 and 11 are designed so that they introduce coefficients K 1 and K ₂ , respectively, which depend on the Doppler frequency F and consequently on the value Vz. Thus, signals 510 and 511 have the form

Die linearen Schaltungen liefern somit die SignaleThe linear circuits thus supply the signals

S 20 = K,- V, (0 bzw. S 30 = K₂- Y₂(O- '⁵ S 20 = K, - V, (0 or S 30 = K ₂ - Y ₂ (O- ' ⁵

die den Signalen S2 bzw. S3 von Fig. 1, multipliziert mit den betreffenden Koeffizienten K\ bzw. K₂ entsprechen. Der Zeitpunkt fo tritt somit dann auf, wenn gilt:which correspond to the signals S2 and S3 of FIG. 1, multiplied by the relevant coefficients K 1 and K _{2, respectively.} The point in time fo occurs when:

Ki-Yi(I₀)= K K₂-Y₂(t_n)Ki-Yi (I ₀ ) = KK ₂ -Y ₂ (t _n )

Dieser Zeitpunkt hängt von der Vertikalkomponente Vz der Geschwindigkeit des Flugkörpers ab, bleibt jedoch unabhängig von den anderen Parametern w, S und Rs. Die Fillerkurven der Filterschaltungen 10 und 11 sind so gewählt, daß eine gewünschte Änderung der Höhenfunktion in einem vorgesehenen Änderungsbereich des Parameters Vzerhalten wird.This point in time depends on the vertical component Vz of the velocity of the missile, but remains independent of the other parameters w, S and Rs. The filler curves of the filter circuits 10 and 11 are selected so that a desired change in the height function in a specified range of change in the parameter Vz is obtained.

F i g. 3 zeigt das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der besonderen Schaltungen 5 bis 7. die bei einer Höhenanzeigevorrichtung nach F i g. 1 verwendet werden, um das Nutzsignal S4 aus dem demodulierten Signal S1 zu erzeugen. Die lineare Schaltung 5 ist durch ein /?C-Glied mit den Schaltungselementen Cl und R 1 gebildet, und die Schaltung 6 durch ein RC-G!ied mit den Schaltungselemente!! R 2 und C2; die Schaltungselemente sind so gewählt, daß die jeweiligen Zeitkonstanten gleich groß sind: ClRl = C2R 2. Bei diesem Ausführungsbeispiel hat der in Betracht gezogene Proportionalitätsfaktor K den Wert 1. und die Vergleichsschaltung 7 dient dazu, die Gleichheit der Signale S2 und S3 festzustellen. Das an den Klemmen der Kapazität C?. der Schaltung 6 abgenommene Signal S3 folgt sehr weitgehend dem Signal Sl, wenn sich dieses während der Annäherungsphase noch langsam ändert, wie durch die Kurven von F i g. 4 dargestellt ist, welche die Amplitude A als Funktion der Zeit ( zeigt. Sobald dann das Signal SI eine schneller ansteigende Änderung zu zeigen beginnt, weist das Signal S3 einen wachsenden Abstand davon auf. Umgekehrt ist das an den Klemmen des Widerstandes R 1 der Schaltung 5 abgenommene Signal S 2 zunächst Null oder im wesentlichen Null, und es steigt dann schnell an. In diesem einfachen Fall kann leicht berechnet werden, daß der Schnittpunkt M zwischen den Kurven S2 und S3 in einem Zeitpunkt J₀ auftritt, der vor dem gewählten Zeitursprung 0 liegt und im wesentlichen gleich dem 0.61 fachen der Zeitkonstantc /?Cder Schaltungen 5 und 6 ist. Der Zeitpunkt ίο ist demzufolge durch die Wahl der die linearen Schaltungen 5 und 6 bildenden passiven Schaltungselemente genau definiert. Die Vergleichsschaltung 7. die in diesem Fall ein »Gleichhcitsdetekior« ist. kann aus einem npn-Transisior T\ gebildet sein, der das Signal S2 an der Basiselektrode und das Signal S3 an der Emitterelektrode empfängt und dessen Kollektor über einen ohmschcn Lastwiderstand R 3 an ein Potential V gelegt ist. Das am Kollektor abgenommene Ausgangssignal S4 zeigt den dargestellten Verlauf: Es springt von dem Potential Vauf ein Potential ι-, wenn im Zeitpunkt /0 der Schnittpunkt M erreicht wird. Diese abfallende Flanke wird zu den Auswertungsschaltungcn 8 übertragen, damit die gewünschte Wirkung ausgelöst wird. Es versteht sich von selbst, daß für diese Schaltungen zahlreiche Abänderungen in Betracht gezogen werden können; beispielsweise würde ein ähnlicher Aufbau der Schaltung 7 unter Verwendung eines pnp-Transistors eine ansteigende Flanke erzeugen. Die Wahl kann zum Teil durch die für die Auswertungsschaltungen 8 gewünschte Form des Nutzsignals vorgeschrieben sein.F i g. 3 shows the circuit diagram of an exemplary embodiment of the special circuits 5 to 7 which are used in a height display device according to FIG. 1 can be used to generate the useful signal S4 from the demodulated signal S1. The linear circuit 5 is formed by a /? C element with the circuit elements C1 and R 1, and the circuit 6 by an RC circuit with the circuit elements! R 2 and C2; the circuit elements are chosen so that the respective time constants are equal: ClRl = C2R 2. In this embodiment, the proportionality factor K considered has the value 1. and the comparison circuit 7 is used to determine the equality of the signals S2 and S3. That at the terminals of the capacitance C ?. The signal S3 taken from the circuit 6 largely follows the signal S1 if this is still changing slowly during the approach phase, as shown by the curves in FIG. 4 is shown, which shows the amplitude A as a function of time (. As soon as the signal SI then begins to show a more rapidly increasing change, the signal S3 has an increasing distance therefrom. The opposite is the case at the terminals of the resistor R 1 of the circuit In this simple case it can easily be calculated that the point of intersection M between the curves S2 and S3 occurs at a point in time J ₀ , which is before the selected time origin 0 and is essentially equal to 0.61 times the time constant c /? C of the circuits 5 and 6. The point in time ίο is therefore precisely defined by the choice of the passive circuit elements forming the linear circuits 5 and 6. The comparison circuit 7. which in this case a "Identity detector" can be formed from an npn transistor T \, which emits the signal S2 at the base electrode and the signal S3 at the emitter electrode and its collector is connected to a potential V via an ohmic load resistor R 3. The output signal S4 picked up at the collector shows the profile shown: It jumps from the potential V to a potential ι- when the intersection point M is reached at time / 0. This falling edge is transmitted to the evaluation circuit 8 so that the desired effect is triggered. It goes without saying that numerous modifications can be envisaged for these circuits; for example, a similar construction of circuit 7 using a pnp transistor would produce a rising edge. The choice can be prescribed in part by the form of the useful signal desired for the evaluation circuits 8.

Im Rahmen einer verbesserten Ausführung, die der Anordnung von Fig.2 entspricht, kann von den Niederfrequenzfiltern 10 und 11 das eine ein Tiefpaßfilter und das andere ein Hochpaßfilter sein, so daß die Filterkurven erhalten werden, die als Beispiel in Fi g. 5 für die Signale SlO und SII dargestellt sind (wobei angenommen ist. daß der Parameter h bzw. f konstant ist). Diese Filterkurven schneiden sich an einem Punkt N, der einer Dopplerfrequenz Fc entspricht, die im wesentlichen der Mittenfrequenz des Bereiches FD der in Betracht zu ziehenden Dopplerfrequenzen entspricht, die in Beziehung zu dem vorgesehenen Änderungsbereich der Vertikalkomponente Vz der Geschwindigkeit stehen. Bei dem in vollen Linien gezeichneten Fall ist die Änderung der Amplitude A der Signale als Funktion der Frequenz f im Band FD als linear und symmetrisch angenommen. Wenn somit der Komponente Vz die Dopplerfrequenz Fc entspricht, sind die von den Filtern eingeführten Koeffizienten K\ und AC2 gleich, während sie für eine andere Dopplerfrequenz, beispielsweise die Frequenz FI, ungleich sind, und sie weisen wegen der symmetrischen Änderung der Kurven Zunahmen gleicher Amplitude, aber entgegengesetzten Vorzeichens auf. Im Fall einer unsymmetrischen Änderung (die durch den gestrichelten Verlauf der Kurve SlO dargestellt ist), weisen diese Zunahmen von K\ und K₂ verschiedene Amplituden auf. Die Filter sind in Abhängigkeit von dem gewünschten Bewertungsgesetz ausgelegt.In the context of an improved embodiment, which corresponds to the arrangement of FIG. 2, one of the low-frequency filters 10 and 11 can be a low-pass filter and the other a high-pass filter, so that the filter curves are obtained which are shown as an example in FIG. 5 are shown for the signals SIO and SII (assuming that the parameter h and f is constant). These filter curves intersect at a point N which corresponds to a Doppler frequency Fc which corresponds essentially to the center frequency of the range FD of the Doppler frequencies to be considered, which are related to the intended range of change of the vertical component Vz of the velocity. In the case drawn in full lines, the change in the amplitude A of the signals as a function of the frequency f in the band FD is assumed to be linear and symmetrical. Thus, when the component Vz corresponding to the Doppler frequency Fc, the coefficients K \ and AC2 introduced by the filtering are the same, while for a different Doppler frequency, for example the frequency FI, are unequal, and they have because of the symmetric variation of the curves increases equal amplitude , but with opposite signs. In the case of an asymmetrical change (which is shown by the dashed course of the curve S10), these increases in K 1 and K _{2 have} different amplitudes. The filters are designed as a function of the desired evaluation law.

Abschließend läßt sich feststellen, daß die beschriebene Höhenanzeigevorrichtung den grundsätzlichen Vorteil aufweist, daß die Betriebshöhe unabhängig von dem Bodenreflexionsfaktor gemacht wird. Da ferner die Höhenänderungsfunktion auch unabhängig von der Empfindlichkeit des Oszillators ist, ist es nicht mehr notwendig, die Temperaturabhängigkeit dieser Empfindlichkeit zu kompensieren.In conclusion, it can be stated that the height display device described has the fundamental advantage comprises that the operating altitude is made independent of the ground reflection factor. Furthermore, since the Altitude change function is also independent of the sensitivity of the oscillator, it is no longer necessary to compensate for the temperature dependence of this sensitivity.

Im Vergleich zu den herkömmlichen Systemen, die auf der Erzeugung des Nutzsignals S4 durch Vergleich des demodulierten Signals mit einem Schwellenwerl beruhen, ist auch noch zu bemerken, daß die Vcrstärkerkcnnlinie der Verstärkerschaltungen 3 nicht mehr notwendigerweise in dem ausgenutzten Dopplerfrequenzband eine sehr exakte Regelmäßigkeit aufwei sen muß.Compared to the conventional systems that rely on the generation of the useful signal S4 by comparison of the demodulated signal are based on a threshold value, it should also be noted that the The amplification curve of the amplifier circuits 3 is no longer necessarily in the utilized Doppler frequency band a very exact regularity must aufwei sen.

Ferner ist es möglich, den gleichen Typ dei Höhcnanzcigevorrichlung zur Ausrüstung von Träger fahrzeugen unterschiedlichen Typs zu verwenden, d; die sich ims der Fchlanpassung der Antenne ergebend! Empfindlichkeitsänderung keinen Einfluß auf die Zuvcr lässigkeil der Vorrichtung hat.It is also possible to use the same type of height adjustment device for equipping wearers to use vehicles of different types, d; resulting from the adaptation of the antenna! The change in sensitivity has no effect on the reliability of the device.

Hier/u 2 Watt Zcichmmeen 709 636/26Here / u 2 Watt Zcichmmeen 709 636/26

Claims

Patent claims:

1. For use on board an aircraft specific arrangement for displaying the reaching of a predetermined release height above the ground when the carrier vehicle approaches the ground by emitting a display signal that is fed to evaluation circuits, with a 'radio measuring device that emits a pure undamped wave and on the receiving side supplies the Doppler signal generated by the floor reflection, with an envelope detector arrangement for the Doppler signal, with a double conversion circuit for the envelope signal, which forms two output signals, and with a comparison circuit which receives the output signals of the double conversion circuit and delivers the display signal, characterized in that the conversion circuit is formed by two passive linear circuits (5, 6) whose transfer functions are different such that the current for a given constant value of the vertical velocity (Vz) of the amplitudes of their curves Au output signals (52, 53; 520, 530) converge to a common value (M ) as a function of time, and that the comparison circuit (7) is designed such that it supplies the display signal (54) at the point in time (-fo) in which the amplitude ratio of its input signals reaches a predetermined value (K) .

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the envelope detector arrangement contains a single envelope detector circuit (4), which receives the Doppler signal and at its output the linear circuits (5, 6) in parallel are connected.

3. Arrangement according to claim!, Characterized in that as additional evaluation devices, which allow a precise determination of the release height (ho) even with changes in the vertical speed (Vz) \ n a predetermined range (Doppler frequency range FD) on both sides of the predetermined vertical speed value, two Filter circuits (10, 11) are provided to which the Doppler signal is fed in parallel, so that the envelope detector arrangement contains two envelope detector circuits (40, 41) which each receive the output signal of one of the filter circuits and at its output (510, 511) each one of the linear circuits (5, 6) is connected, and that the filter circuits (10, 11) are designed so that they multiply the amplitude of the Doppler signal by factors (Ku K2) which vary as a function of the frequency (F) of the Doppler signal.

4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the linear circuits (5, 6) and the amplitude comparison circuit (7) are designed so that they generate the display signal for the (<o amplitude ratio (K) of the value one .

5. Arrangement according to claim 3 or claim 4 with reference to claim 3, characterized in that the filter circuits MO. 11) have filter curves with a linear change and opposite sign in the utilized Doppler frequency band (FD) corresponding to the range of change of the vertical velocity, and that the filter curves have a common attenuation value for a Doppler frequency (Fcj which lies essentially in the middle of the Doppler frequency band.

6. Arrangement according to claim 5 referring back to claim 4, characterized in that that one of the filter circuits is a low-pass filter and the other filter circuit is a high-pass filter and that the filter curves change symmetrically in the utilized Doppler frequency band.

7. Arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the linear circuits are each formed by a /? C element with a resistor (R 1, R 2) and a capacitance (Cl, C2) , one being RC-GWed have an integration function and the other RC element a Differe.'itiatiunsfunktion, and that the output signals (52, 53) at the terminals of the resistance element (R 1) of the one ÄC element (Cl, Rl) or to the Clamps of the capacitive element (C2) of the other /? C element (R 2, C2) are removed.