DE2507401C3

DE2507401C3 - Verfahren zur Bestimmung der Lage eines ersten Sende- und/oder Empfangsgerätes in bezug auf ein zweites Sende- und/oder Empfangsgerät und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2507401C3
Application number: DE2507401A
Authority: DE
Inventors: Jacques Combs-La-Ville Dorey (Frankreich)
Original assignee: Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA
Current assignee: Office National dEtudes et de Recherches Aerospatiales ONERA
Priority date: 1974-02-20
Filing date: 1975-02-18
Publication date: 1980-10-09
Also published as: DE2507401B2; US4019184A; CA1026465A; GB1503211A; SU735192A3; SU728735A3; DE2507401A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung der Lage eines ersten Sende- und/oder Empfangsgerätes in bezug auf ein zweites Sende- und/oder Empfangsgerät vermittels Funkübertragung von einer Antennenanordnung des ersten Sende- und/oder Empfangsgerätes zu einer Antennenanordnung des zweiten Sende- und/oder Empfangsgerätes, wobei eine der Antennenanordnungen in eine gleichförmige Drehbewegung versetzt wird, und im zweiten Sende- und/oder Empfangsgerät aus den von diesem empfangenen Signalen ein periodisches Signal erzeugt wird. Ferner bezieht sich diese Erfindung auf eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Hierbei betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Einrichtung zur Nachrichtenübertragung durch Phasenmodulation von Signalen unter Ausnutzung des Doppler-Effekts.

Es ist üblich, eine Nachricht mittels Signalen zu übertragen, die durch die zu übertragende Information moduliert worden sind.

In gewissen Fällen ist es wünschenswert, gleichzeitig mehrere Nachrichten zu übertragen, doch die meisten der bekannten Modulationsverfahren sind dann nicht anwendbar.

Die vorliegende Erfindung füllt diesen Mangel aus. Sie betrifft ein Verfahren zur gleichzeitigen Übertragung mehrerer Nachrichten, nach welchen die Übertragungssignale eine von den zu übertragenden Nachrichten abhängige Phasenmodulation erhalten, und die übertragenen, modulierten Signale mit am Empfangsort erzeugten Signalen korreliert, und von dieser Korrelation ausgehend die Nachrichten gleichzeitig rückgewonnen werden.

Die vorliegende Erfindung ist insbesondere auf die Nachrichtenübertragung auf dem Funkwege anwendbar. Sie hat als Aufgabe, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Verarbeitung elektrischer, phasenmodulierter Signale zu schaffen, die mit hoher Genauigkeit, auch bei Anwesenheit störender Signale mit hohen Pegeln, arbeitet.

Das zur Lösung der gestellten Aufgabe vorgeschlagene erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß wegen der Abhängigkeit des genannten periodischen Signals von zwei räumlichen Koordinaten als Funktion der relativen Lage des ersten Sende- und/oder Empfangsgeräts in bezug auf das zweite Sende- und/oder Empfangsgerät eine Korrelation zwischen dem genannten periodischen Signal und im zweiten Sende- und/oder Empfangsgerät erzeugten Signalen durchgeführt wird, wobei die genannte Korrelation in an sich bekannter Weise einen modulierten Lichtfluß zum Einsatz bringt, der eine rotierende Scheibe mit periodisch variablem Transmissionsfaktor beleuchtet, und eine Integration zur Gewinnung des Ergebnisses der Korrelation in Einsatz bringt, daß das den Lichtfluß modulierende Signal das genannte periodische Signal ist, daß der Transmissionsfaktor der rotierenden Scheibe in Richtung eines Durchmessers veränderlich und in der zu diesem Durchmesser senkrechten Richtung konstant ist, und daß die Rotationsbewegung der Scheibe mit der Rotation der Antennenvorrichtung verknüpft ist, und die Stärke des Lichtflusses somit hinter der Scheibe in einem Punkt ihren Höchstwert aufweist, der die relative Lage des ersten Sende- und/oder Empfangsgerätes und des zweiten Sende- und/oder Empfangsgerätes zueinander darstellt.

Die vorliegende Erfindung ist insbesondere auf eine solche Nachrichtenübertragung anwendbar, die aufgrund der Eigenschaften des Mediums des Übertragungsweges über eine Vielzahl von unterschiedlichen Ausbreitungswegen erfolgen kann. Dieses ist der allgemeine Fall einer Übertragung zwischen einem Sender und einem Empfänger unter Einsatz von Ausstrahlungs- und Empfangseinrichtungen, die keine absolute Richtwirkung aufweisen. Die vorliegende Erfindung bringt nach dem Korrelationsvorgang eine Integration zum Einsatz, die Störungen beseitigt, die durch den Übertragungsweg der Strahlungsenergie selbst hervorgerufen worden ist, und gestattet somit, die die Nachrichten kennzeichnende Modulation offenbar werden zu lassen.

Die vorliegende Erfindung findet eine besondere Anwendung bei der Verarbeitung von Funksignalen und sieht vor, daß in einer Empfangseinrichtung amplitudenmodulierte

Signale gemäß einer Gesetzmäßigkeit erzeugt werden, die der Phasenmodulation bei der Nachrichtenübertragung entspricht, und dieses geschieht auf optischem Wege unter Verwendung eines Lichtmodulators.

Die zur Lösung der gestellten Aufgabe und zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagene Einrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß das genannte periodische Signal eine Funktion von zwei räumlichen Koordinaten ist, die von der relativen Lage der beiden Sende- und/oder Empfangsgeräte abhängen, daß die genannte Einrichtung beim zweiten Sende- und/oder Empfangsgerät, und den genannten Mitteln zur Demodulation nachgeschaltet, Mittel zur Korrelation umfaßt, die in an sich bekannter Weise elektro-optische Vorrichtungen einschließen, die einen modulierten Lichtfluß zu erzeugen vermögen, der auf eine rotierende Scheibe mit periodisch variablem Transmissionsfaktor gerichtet ist, wobei die Scheibe einer Integrationsvorrichtung und Mitteln zur Sichtdarstellung vorgeschaltet ist, und daß der Transmissionsfaktor der Scheibe in Richtung eines Durchmessers variabel und in zu diesem Durchmesser senkrechter Richtung konstant ist.

Die vorliegende Erfindung wird mit besonderem Vorteil in dem Fall eingesetzt wo die übertragenen Nachrichten mehrere und insbesondere zwei Größen gleichzeitig betreffen.

Eine vorteilhafte Anwendung der vorliegenden Erfindung liegt in der Erleichterung des Anfluges und der Landung von Flugzeugen auf einem Flugplatz.

Man kennt bereits Funkeinrichtungen auf Flugplätzen, die zum Ziel haben, die Landung von Flugzeugen auf dem Flugplatz zu erleichtern, indem sie diesen Flugzeugen gestatten, ihre Eigenortung in bezug auf den genannten Flugplatz auszuführen. Allen diesen Einrichtungen haften gewisse Ungenauigkeiten, insbesondere auch wegen der jeweiligen Reflexionsverhältnisse an.

Zur Erhöhung der Genauigkeit wird ein abgewandeltes UKW-Drehfunkfeuer, das als "Doppler-VOR-System" bezeichnet ist, in einem Artikel von Rüchardt in den SEL-Nachrichten, Heft 2, Seite 44 bis 53, 16. Jahrgang, 1968, vorgeschlagen, bei dem eine Strahlungsquelle elektrisch in Rotation versetzt wird, und damit durch den Dopplereffekt auf dem üblichen, auch von UKW-Drehfunkfeuern her bekannten 9960-Hz-Hilfsträger eine 30-Hz-Frequenzmodulation erzeugt wird. Dies geschieht gleichzeitig mit der Erzeugung einer 30-Hz-Amplitudenmodulation, die von der Azimutrichtung zum Drehfunkfeuer unabhängig ist. Aus diesen Modulationssignalen vermag ein an Bord eines Flugzeugs befindliches Bordgerät den Azimutwinkel in bezug auf das Drehfunkfeuer, bezogen auf die geographische Nordlage, zu gewinnen. Bei diesem Verfahren wird also nur eine einzige räumliche Koordinate in der Form eines Winkels ermittelt.

Aus der DE-OS 20 23 916 ist nun ein elektrooptischer Korrelator bekannt, bei dem ein mit einer unbekannten Signalfunktion moduliertes Lichtbündel auf eine von einem Synchronmotor in Rotation versetzte Scheibe geworfen wird. Diese Scheibe ist in lichtdurchlässige und lichtundurchlässige Felder unterteilt, die miteinander abwechselnd auf zu dem Rotationsmittelpunkt konzentrischen Kreisringen angeordnet sind, und durch die Rotationsbewegung dieser Scheibe entsteht eine Bezugs-Signalfunktion, die mit der genannten, unbekannten Signalfunktion an einem photo-elektrischen Wandler korreliert wird. Dabei wird der Korrelationsfaktor zwischen beiden Funktionen in der Form einer proportionalen Gleichstrom-Signalkomponente gebildet. Der Antrieb der Scheibe erfolgt dabei netzsynchron, so daß die Funktionen periodisch in der Netzfrequenz oder einem Vielfachen der Netzfrequenz sind.

Eine solche Eigenortung erfordert für das Flugzeug die Kenntnis einer Anzahl von Winkel- und Entfernungswerten, im Prinzip eine Anzahl von drei Größen, und die bekannten Einrichtungen gestatten nur eine partielle Ortsbestimmung und/oder eine Ortsbestimmung mit unzureichender Genauigkeit.

Eine erfindungsgemäße Einrichtung geht von der Grundvorstellung aus, einem Flugzeug zwei Winkelinformationen zu liefern, beispielsweise als Erhebungs- und Azimutwinkel, indem ein Flugplatz mit mindestens einer Funkstrahlungsquelle ausgestattet wird, die sich entlang einer in sich geschlossenen Bahnkurve, im einfachsten Fall auf einem Kreisumfang, bewegt, wobei dieser Strahlungsquelle eine weitere Strahlungsquelle zugeordnet ist, und beide Strahlungsquellen im Mikrowellenbereich senden. Dabei werden die aus der bewegten Strahlungsquelle stammenden und mit dem Dopplereffekt behafteten Phaseninformationen in einem an Bord des Flugzeugs befindlichen Empfänger ausgewertet, um daraus Winkelinformationen über die Position zu ermitteln, wobei die feststehende Strahlungsquelle die Rolle des Bezugssignals spielt.

Der erfindungsgemäße Empfänger umfaßt Vorrichtungen, um die verschiedenen Bezugswerte der Ausstrahlungen und der Bewegung einer oder mehrerer Strahlungsquellen wiederherzustellen, so daß die Phasenmodulation der empfangenen Signale einzig und allein von der Position des Empfängers in bezug auf den Sender abhängt.

Die erhebliche Höhe der Sendefrequenz gestattet die Positionsbestimmung mit einer bisher noch nicht gekannten Genauigkeit.

Die vorbekannten Einrichtungen sind auf unangenehme Weise durch die Auswirkungen vielfältiger Funkausbreitungswege, die durch Störreflexionen hervorgerufen werden, beeinträchtigt, sei es, daß diese Einrichtungen eine zeitabhängige Amplitudenänderung des empfangenen Signals, oder sei es, daß sie den Doppler-Effekt anwenden.

Sehr oft wird angenommen, daß die Amplitude der Störsignale niedriger als die Amplitude des Nutzsignals ist, aber diese Bedingung ist nicht immer erfüllt.

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Anflug- und Landehilfe ist in der Lage, eine große Anzahl von Strahlungsquellen in einem ausgedehnten Raum zu berücksichtigen und eine Winkelgenauigkeit von der Größenordnung 1/10 Grad sowohl beim Erhebungs- als auch beim Azimutwinkel zu erzielen.

Die erfindungsgemäße Einrichtung gestattet die Sichtdarstellung mehrerer feststehender oder beweglicher Strahlungsquellen und unterbindet die Störechos, selbst wenn diese eine Amplitude aufweisen, die gleich oder größer als die Amplitude des Nutzsignals ist.

Die vorliegende Erfindung erleichtert nicht nur einem Flugzeug den Anflug auf einen Flugplatz und die Landung auf diesem letzteren, sondern sie gestattet auch diesem Flugzeug, seine Position in bezug auf eine Vielzahl von Funkfeuern zu bestimmen, die in einem Gebiet verteilt sind, und damit kann die Navigation über diesem Gebiet gewährleistet werden.

Die Strahlungsquellen der Flugplätze oder die Funkfeuer umfassen eine Antennenanordnung, die eine

Funkstrahlungsquelle einschließt, die einer periodischen Bewegung entlang einer in einer Ebene liegenden, geschlossenen Kurve folgt, im einfachsten Fall einer gleichförmigen Kreisbewegung, in Verbindung mit einer Strahlungsquelle, die feststeht und im Mittelpunkt der durch die bewegliche Strahlungsquelle beschriebenen Umfangskurve angeordnet ist.

Die vorliegende Erfindung sieht vor, daß bei einer Einrichtung zur Abstrahlung der Energie zwecks Ortung beweglicher Objekte, wie beispielsweise von Flugzeugen, die eine derartige Antennenanordnung umfaßt, einerseits die von der beweglichen Strahlungsquelle ausgesendete Energie, und andererseits die von der feststehenden Strahlungsquelle ausgesendete Energie sich aus einer elektrischen Einspeisung nach zueinander analogen Gesetzmäßigkeiten ergeben, so daß der feststehenden Strahlungsquelle ermöglicht wird, die Rolle einer Bezugsgröße für einen Empfänger zu spielen, der die von den beiden Strahlungsquellen ausgesendete Strahlungsenergie auffängt.

Die vorliegende Erfindung richtet sich auch auf eine Anlage, die mehrere kombinierte Antennenanordnungen umfaßt, wobei die Bahnkurven der beweglichen Strahlungsquellen zueinander unterschiedlich ausgerichtet sind.

So verläuft beispielsweise bei einer Antennenanordnung die Erstreckungsebene der Bahnkurve einer ersten beweglichen Strahlungsquelle horizontal; die Erstreckungsebene der Bahnkurve einer zweiten beweglichen Strahlungsquelle ist um 45° gegenüber der Horizontalen geneigt, und schließlich verläuft die Erstreckungsebene der Bahnkurve einer anderen beweglichen Strahlungsquelle senkrecht.

Eine erfindungsgemäße feststehende oder bewegliche Strahlungsquelle kann punktförmig oder angenähert punktförmig sein. Oder, sie kann auch durch einen mehr oder weniger geradlinigen, parallel zu sich selbst verlagerten Leiter verwirklicht werden. Im Falle eines gradlinigen Leiters beschreibt die bewegliche Strahlungsquelle dann einen Zylinder, und es sind somit die Ausrichtungen der Achsen der Zylinder, die die oben dargelegten Bedingungen erfüllen.

Die vorliegende Erfindung zielt ebenfalls auf eine noch komplexere Antennenanordnung ab, die mehrere bewegliche Strahlungsquellen umfaßt, die zueinander parallelen Bahnkurven folgen, vorzugsweise konzentrischen Kreisen (oder konzentrischen Zylindern), die vorzugsweise auf demselben Halbmesser ausgerichtet sind. Somit verfügt man über eine Strahleranordnung, deren aus verschiedenen Strahlungsquellen austretende Ausstrahlungen dieselben Kennwerte übertragen, die sich aus der kreisförmigen Bewegung ergeben, und dann zielt die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur selektiven Übertragung von Informationen ab, die von den genannten Strahlungsquellen ausgesendet werden. Nach diesem Verfahren sind die von den Strahlungsquellen ausgesendeten Strahlungsenergien gleichartig, unterscheiden sich jedoch durch ihre Frequenzen. In allen Fällen können anstelle einer beweglichen Strahlungsquelle auch eine Vielzahl von elektronisch angesteuerten Dipolen verwendet werden, die entlang der Bahnkurve angeordnet sind.

Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls mechanische Vorrichtungen zur Erleichterung des Aufbaus der genannten Antennen, damit diese die Bedingungen erfüllen, die eine einwandfreie Energieübertragung auferlegt. Hierbei geht es insbesondere um einen flachen Antennenkörper, der sich entlang einer Zylinderoberfläche bewegt und einen Richteffekt entweder bei der Aussendung oder beim Empfang aufweist. Es sind Mittel dafür vorgesehen, daß der Antennenkörper parallel zu sich selbst im Verlauf der Bewegung der rotierenden Gesamtanordnung bleibt.

Die vorliegende Erfindung ist ebenfalls auf die Ortung von Flugzeugen von einem Flugplatz her anwendbar, wobei diese Flugzeuge um den Flugplatz herumfliegen.

Die vorliegende Erfindung nutzt dabei eine Funkaussendung eines Flugzeugs aus, die von irgendeiner Form sein, und verwendet den Empfang dieser Aussendung auf dem Flugplatz durch eine bewegliche Antennenanordnung, wobei das durch die genannte Antennenanordnung vom Flugzeug her empfangene Signal eine auf den Dopplereffekt zurückzuführende Phasenmodulation aufweist, die vom Standort des Flugzeugs in bezug auf die genannte Antennenanordnung abhängt.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung beispielsweise und anhand der Zeichnungen ausführlich erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Speisung der erfindungsgemäßen Antennenanordnung,

Fig. 2 eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Antennenanordnung mit den zugeordneten Vorrichtungen,

Fig. 3a-3c eine Darstellung der auftretenden Frequenzen,

Fig. 4 einen Frequenzplan mit den Spektren der auftretenden Frequenzen,

Fig. 5 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Frequenzerzeugungsschaltung,

Fig. 6 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Empfängers,

Fig. 7 ein Blockschaltbild eines Teils des Empfängers nach Fig. 6,

Fig. 8 ein Blockschaltbild eines anderen Teils des Empfängers nach Fig. 6,

Fig. 9 eine schematische Darstellung eines Signalverarbeitungsgerätes nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 10 ein Diagramm zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung,

Fig. 11 eine vereinfachte schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Sichtschirmbildes,

Fig. 12 eine der Darstellung nach Fig. 11 entsprechende Darstellung eines anderen Sichtschirmbildes,

Fig. 13 eine Darstellung eines Sichtschirmes für eine besondere Anwendung,

Fig. 14 ein Blockschaltbild eines Teils des erfindungsgemäßen Signalverarbeitungsgerätes,

Fig. 15 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Scheibe für eine andere Ausführungsform,

Fig. 16 eine schematische Ansicht einer Flugplatzanlage mit einem anfliegenden Flugzeug,

Fig. 17 eine Ansicht der erfindungsgemäßen Antennenanordnung,

Fig. 18 ein Blockschaltbild der Flugplatzanlage,

Fig. 19a-19c Impulsdiagramme zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung,

Fig. 20 ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Teils der Flugplatzanlage,

Fig. 21 eine schematische Ansicht eines Gebietes mit Bodeneinrichtungen nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 22 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Einrichtung an Bord eines Flugzeuges,

Fig. 23 eine schematische Ansicht eines Oszillografenschirmes nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 24 eine schaubildliche Ansicht eines Teils eines Flugplatzes mit der erfindungsgemäßen Anntennenanordnung,

Fig. 25 eine schaubildliche Ansicht einer erfindungsgemäßen Antennenanordnung,

Fig. 26 eine Draufsicht auf eine Lande- und Startbahn mit einer erfindungsgemäßen Antennenanordnung,

Fig. 27 eine Seitenansicht der Lande- und Startbahn nach Fig. 26,

Fig. 28 eine schematische Darstellung einer Anlage mit zwei erfindungsgemäßen Antennenanordnungen mit ihren Einspeisungsvorrichtungen,

Fig. 29 eine schematische Ansicht einer Antennenanordnung gemäß einer anderen Ausführungsform,

Fig. 30 eine schematische Ansicht einer Antennenanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform,

Fig. 31 eine schematische Ansicht einer Antennenanordnung gemäß einer anderen Ausführungsform und

Fig. 32 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung für eine Antenne einer erfindungsgemäßen Antennenanordnung.

Eine Frequenzaufbereitungsschaltung 10 oder ein Oszillator, der zu der erfindungsgemäßen Flugplatzanlage gehört (Fig. 1) gibt an seinem Ausgang 11 ein sinusförmiges Signal von der Frequenz F[tief]0/N mit einer Genauigkeit ab, die in der Größenordnung von +/- 10[hoch]-8 liegt. Der Frequenzaufbereitungsschaltung 10 folgt eine Frequenzvervielfacherschaltung 12 mit einem Vervielfachungsfaktor, der gleich N ist. Diese Frequenzvervielfacherschaltung 12 liefert an ihrem Ausgang 13 ein sinusförmiges Signal mit der Frequenz F[tief]0. In einem hier als Beispiel angegebenen Anwendungsfall beträgt die Frequenz F[tief]0 = 5 GHz. Die Leistung am Ausgang 13 liegt in der Größenordnung von 5 W, wodurch eine Reichweite von 100 km gewährleistet wird. Es kann ohne Schwierigkeiten eine Leistung von 20 W erreicht werden. Das sinusförmige Signal wird über ein Hohlleiter-Drehgelenk 14 einer Antennenanordnung 15 (Fig. 2) zugeführt, die drehbar um eine Drehachse 16 angebracht ist, die mit dem Hohlleiter-Drehgelenk 14 zusammenfällt.

Die Antennenanordnung 15 umfaßt eine Antenne 17, die nach der Drehachse 16 ausgerichtet ist, sowie, auf den Enden 18 und 19 eines um die Drehachse 16 drehbar montierten Tragarms 20, zwei Antennen, 21 und 22, die zur Antenne 17 parallel verlaufen. Das Ende 18 des Tragarms 20 beschreibt einen Kreisumfang 23 mit einem Durchmesser, der kleiner ist als der Durchmesser 24 eines Kreisumfangs, der von dem anderen Ende 19 beschrieben wird. Der Tragarm 20 rotiert mit gleichförmiger Geschwindigkeit um die Drehachse 16.

Die vorliegende Erfindung sieht nicht nur die Verwendung von sich drehenden Antennen, sondern ebenfalls von entlang Bahnkurven angeordneten Strahlungsquellen vor, bei denen eine scheinbare Drehbewegung durch elektrische Umschaltung erhalten wird.

Ein Flugplatz ist mit einer Bezugs-Sendeantenne (nicht dargestellt) ausgestattet, die ein sinusförmiges Signal der Frequenz F[tief]A in der Größenordnung von 5 GHz aussendet, sowie mit einer oder mehreren Antennenanordnungen nach Fig. 2, wobei jeder dieser Antennenanordnungen eine Frequenz F[tief]0 zugewiesen ist. Die Frequenz F[tief]0 ist gegenüber der Frequenz F[tief]A um den Betrag großes Delta F versetzt (Fig. 4).

Die vorliegende Erfindung sieht die Mittel vor, um von einem Höchstfrequenzsignal F[tief]0 her ein sinusförmiges Signal mit der Frequenz (F[tief]0 - f) und ein anderes sinusförmiges Signal mit der Frequenz (F[tief]0 + f) zu liefern, die beide einfach und mit zuverlässigen und leichten Bauteilen derart erzeugt werden können, daß diese Bauteile von der sich drehenden Antennenanordnung 15 getragen werden können.

Das über das Hohlleiter-Drehgelenk 14 geleitete sinusförmige Signal mit der Frequenz F[tief]0 wird dem Eingang 31 eines Richtkopplers 32 zugeführt, der beispielsweise eine Auskopplungsdämpfung von 3 dB aufweist.

Wenn dem Eingang E1 eines solchen Richtkopplers ein Signal zugeführt wird, so weisen die an den Ausgängen S1 und S2 vorhandenen Signale dieselbe Stärke auf, die um 3 dB unterhalb derjenigen des Eingangssignals liegt, und die Phase des Signals am Ausgang S2 ist um kleines Pi/2 gegenüber dem Eingangssignal und dem am Ausgang S1 vorhandenen Signal verzögert. In dem Fall, wo das Eingangssignal dem Eingang E2 zugeführt wird, weist das den Ausgang S1 verlassende Signal eine Phasenverzögerung von kleines Pi/2 gegenüber dem Eingangssignal und dem den Ausgang S2 verlassenden Signal auf.

Im vorliegenden Beispiel wird dem Eingang E1 das Signal zugeführt, und der Eingang E2 über einen Lastwiderstand 33 mit Masse verbunden.

Der Ausgang 35 (S1) des Richtkopplers 32 mit dem Eingang E1 oder 56 eines zweiten Richtkopplers 36 verbunden, dessen anderer Eingang E2 über einen Lastwiderstand 37 mit Masse verbunden ist. Der Ausgang 38 des Richtkopplers 36 ist mit einem ersten Dioden-Phasenschieber 39, und der Ausgang 57 (S2) des Richtkopplers 36 ist mit einem zweiten Dioden-Phasenschieber 41 verbunden. Die Phasenschieber 39 und 41 dienen zur Phasenverschiebung des an ihren Eingängen 42 bzw. 43 empfangenen Signals mit der Frequenz F[tief]0 um einen vorbestimmten Winkel und um denselben, um kleines Pi vermehrten Winkel, je nachdem, ob eine Steuerspannung (+1) oder (-1) den entsprechenden Steuereingängen 44 bzw. 45 zugeführt wird. Außerdem sind die durch die Phasenschieber 39 und 41 eingeführten jeweiligen Phasenverschiebungswinkel zueinander komplementär.

Die genannten Steuerspannungen (+1) und (-1) stammen von Rechtecksignalen, die von Rechtecksignalgeneratoren 46 bzw. 47 abgegeben werden, die mit ihren Eingängen 48 und 49 an einen Sinusspannungsgenerator 51 mit der Frequenz f angeschlossen sind, der zu den feststehenden Vorrichtungen gehört, d.h. sich nicht dreht und mit dem Tragarm 20 über einen beweglichen Kontakt 52 verbunden ist, der einfach durch einen Schleifring und einen Schleifkontakt gebildet wird. Die Frequenz f liegt in der Größenordnung von 1 kHz.

Der Rechteckspannungsgenerator 46 liefert ein Rechtecksignal gemäß:

Der Rechtecksspannungsgenerator 47 liefert ein Rechtecksignal gemäß:

Der erste Phasenschieber 39 ist an den Eingang E1 eines dritten Richtkopplers 53 über einen einstellbaren Phasenschieber 54 für manuelle oder elektronische

Steuerung angeschlossen. Der zweite Phasenschieber 41 ist direkt mit dem anderen Eingang E2 des Richtkopplers 53 verbunden.

Wenn das von der Frequenzvervielfacherschaltung 12 gelieferte Signal mit der Frequenz F[tief]0 eine Leistung W aufweist, so findet man am Ausgang 55 (S2) des Richtkopplers 32 ein Signal mit der Frequenz F[tief]0 vor, das eine Leistung von W/2 hat. Dieses Signal wird von der nach der Drehachse 16 ausgerichteten Antenne 17 ausgestrahlt.

Das am Ausgang 35 (S1) mit der Frequenz F[tief]0 und der Leistung W/2 auftretende Signal wird dem Eingang 56 (E1) des Richtkopplers 36 zugeleitet. Am Ausgang 38 (S1) dieses Richtkopplers ist ein Signal mit der Frequenz F[tief]0 und der Leistung W/4 vorhanden, und an dem anderen Ausgang 57 (S2) ein Signal mit derselben Frequenz und derselben Leistung, das jedoch gegenüber dem Signal am Ausgang 38 um kleines Pi/2 phasenverschoben ist. Wenn der einstellbare Phasenschieber 54 eingestellt wird, damit die den Eingängen E1 und E2 des Richtkopplers 53 zugeführten Phasenlagen gegeneinander um kleines Pi/2 versetzt sind, so erhält man an den Ausgängen 61 und 62 sinusförmige Signale, beide Signale jeweils mit einer Leistung von W/4 die im wesentlichen von einer Komponente der Frequenz (F[tief]0 - f) bzw. (F[tief]0 + f) gebildet werden, denen sich Störspektren überlagern, die ausreichend weit in der Frequenz entfernt sind, um nicht mehr zu stören. Die Signale mit den Frequenzen (F[tief]0 - f) und (F[tief]0 + f) werden jeweils der einen bzw. der anderen der Antennen 21 und 22 zugeführt.

In Fig. 3 sind die Spektren der von der Antenne 17 (Fig. 3a), bzw. von der Antenne 22 (Fig. 3b) und der von der Antenne 21 ausgesendeten Signale dargestellt.

Wie durch die gestrichelten Linien in jedem dieser Diagramme gezeigt wird, ist die Auswertung der genannten Signale einfach, wobei jede gestrichelte Linie einem Durchlaßbereich eines Filters entspricht. Sie zeigen, daß die genannten Signale ohne Schwierigkeiten herausgefiltert werden können, und daß die durch senkrechte Linien geringerer Höhe dargestellten Zonen der Störspektren ausreichend weit entfernt sind, um nicht zu stören.

Die vorliegende Erfindung sieht ebenfalls eine Ausführungsform vor, nach welcher das Signal mit der Frequenz F[tief]0 der mittigen Antenne 17, ein Signal mit der Frequenz (F[tief]0 + f[tief]5) der Antenne 22, und ein Signal mit der Frequenz (F[tief]0 - f[tief]3) der Antenne 21 zugeführt wird. In diesem Fall werden die beiden den Antennen 21 und 22 zugeführten Signale vorteilhaft in der Weise gebildet, wie es unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben worden ist, dabei ist die Frequenz der Einseitenbandmodulation, die die aus den Rechtecksignalgeneratoren und den Phasenschiebern gebildete Gesamtanordnung erzeugt, für eine Antenne gleich f[tief]3, und für die andere Antenne gleich f[tief]5.

Die Drehbewegung des Tragarms 20 der Antennenanordnung 15 (Fig. 2) ergibt sich aus der drehfesten Anbringung desselben auf der Ausgangswelle 71 eines Motors 72. Wie die gestrichelte Linie zeigt, ist auf einer anderen Welle 73, die von dem Motor 72 angetrieben wird, eine erste, in eine durchsichtige Zone 75 und eine undurchsichtige Zone 76 diametral eingeteilte Scheibe 74 befestigt, sowie eine zweite Scheibe 77, die in 16 wechselweise durchsichtige und undurchsichtige Sektoren 78[tief]1 bis 78[tief]16 eingeteilt ist, und eine dritte Scheibe 79, die in 320 Sektoren 81[tief]1 bis 81[tief]320 von gleicher Größe unterteilt ist. Die Scheiben 74, 77 und 79 sind in der Weise befestigt, daß die durch den Durchmesser gehende Ebene, die die Scheibe 74 in die Zonen 75 und 76 unterteilt, durch die Durchmesser der Sektorenabgrenzung der Scheiben 77 und 79 hindurchtritt, wobei die undurchsichtigen Zonen aller Scheiben auf derselben Seite der genannten Ebene liegen.

Jede Scheibe steuert jeweils die Beleuchtung einer der Photozellen 82, 83 und 84 durch Lichtquellen 85 bzw. 86 und 87, die auf der anderen Seite der Scheiben angeordnet sind, und die von den genannten Photozellen gelieferten Spannungen werden Phasenvergleichsschaltungen 88, 89 und 90 zugeführt, deren andere Eingänge 91, 92, 93 Signale mit der Frequenz von 10 Hz bzw. 160 Hz und 3200 Hz in dem Fall empfangen wo man eine Drehzahl des Tragarms 20 von 10 Umdrehungen/Sekunde wünscht. Das Ergebnis des Vergleichs der Phasen ist eine Spannung, die durch den Kreis 95 dem Motor 72 zugeführt wird.

Ein Flugplatz kann mit einer Vielzahl derartiger, erfindungsgemäßer Antennenanordnungen ausgestattet sein. Anfänglich sind die Tragarme 20 der genannten Antennenanordnungen zueinander parallel, und ihre Scheiben 74, 77 und 79 sind am Anfang auf gleiche Weise festgelegt. Der Gleichlauf der Drehbewegungen der Tragarme 20 der verschiedenen Antennenanordnungen wird durch die beschriebenen Vorrichtungen aufrechterhalten.

Fig. 4 ist ein Spektrum der von einem nach der vorliegenden Erfindung ausgerüsteten Flugplatz ausgesendeten Signale. Die Bezugsantenne sendet ein Signal mit einer für den betreffenden Flugplatz charakteristischen Trägerfrequenz F[tief]A aus, dieses Signal ist mit einer gewissen Anzahl von Frequenzen, drei Frequenzen f[tief]R1, f[tief]R2 und f[tief]R3 beim vorliegenden Beispiel, in der Amplitude moduliert, wie es durch die symmetrisch um den Träger F[tief]A angeordneten senkrechten Striche angedeutet wird. Dies sind die genannten Frequenzen, die den Phasenvergleichsschaltungen 88, 89 und 90 zugeführt werden.

Eine erste Landebahn sendet eine Trägerfrequenz F[tief]01 über die feststehende Antenne 17 einer Antennenanordnung, wie oben beschrieben, aus, d.h., daß diese Antenne 17 im Rotationsmittelpunkt der genannten Antennenanordnung aufgestellt ist.

Eine zweite Landebahn wird durch eine Frequenz F[tief]02 gekennzeichnet, die von der feststehenden Antenne 17 der Antennenanordnung dieser Landebahn ausgesendet wird.

Die Frequenzen F[tief]01, F[tief]02 sind von der Frequenz F[tief]A durch die Frequenzabstände großes Delta F[tief]1 und großes Delta F[tief]2 entfernt.

Jedem Signal F[tief]01, F[tief]02 usw., der feststehenden Antennen der ersten, zweiten und der folgenden Antennenanordnung des Flugplatzes sind die Signale zugeordnet, die von den sich drehenden, entsprechenden Antennen der genannten Antennenanordnungen ausgesendet werden. So sind beispielsweise dem Signal F[tief]01 ein Frequenzsignal F[tief]01 - f[tief]3, in der Zeichnung mit F[tief]03(1) bezeichnet, und ein Frequenzsignal F[tief]01 + f[tief]5, in der Zeichnung mit F[tief]05(1) bezeichnet, zugeordnet.

Die an irgendeinem Punkt des Raumes von den genannten, sich drehenden Antennen empfangenen Signale sind aufgrund der Antennen-Drehbewegung phasenmoduliert und bedecken einen gewissen Frequenzbereich. Für eine Antenne 22, die ein Signal auf einer Frequenz (F[tief]0 + f[tief]5) aussendet, und für einen Abstand dieser Antenne vom Rotationsmittelpunkt von 20 kleines Lambda, wobei kleines Lambda die der Frequenz entsprechende Wellenlänge ist, die von der genannten Antenne ausgesendet wird, wird das bedeckte Frequenzband zu annähernd 2500 Hz, wie es der schraffierte Bereich zeigt, der symmetrisch zur Frequenz F[tief]05(1) verläuft. Für die näher an der Drehachse 16 angeordnete Antenne 21, deren Rotationshalbmesser 12 kleines Lambda beträgt, bedeckt die Aussendung einen Frequenzbereich in der Größe von 1500 Hz, wie es durch den schraffierten Teil veranschaulicht wird, der symmetrisch um die Frequenz F[tief]03(1) herum liegt.

Die Generatoren 101, 102 und 103 (Fig. 5), die zur erfindungsgemäßen Flugplatzanlage gehören, sind Generatoren für die Frequenzen f[tief]R1, f[tief]R2 und f[tief]R3 zur Amplitudenmodulation des Signals F[tief]A, und ihre Frequenzwerte sind 10 Hz, 160 Hz und 3200 Hz im vorliegenden Beispiel.

Ein Ausgang 104 des Generators 102 durchläuft eine Frequenzvervielfacherschaltung 105, die einen Vervielfachungsfaktor von 10 aufweist und keine Phasenabweichung einführt. Am Ausgang der Frequenzvervielfacherschaltung 105 ist also eine Frequenz von 1600 Hz vorhanden. Ein Ausgangssignal vom Ausgang 106 des Generators 103 wird einem Mischer 107 zugeführt, der auf seinem anderen Eingang die genannte Frequenz von 1600 Hz empfängt, an seinem Ausgang 108 ist folglich eine Frequenz von 4800 Hz vorhanden. Ein zweiter Ausgang des Generators 103 wird zu dem Eingang einer Frequenzverdopplerschaltung 111 geleitet, an dem Ausgang dieser letzteren findet man demnach die Frequenz von 6400 Hz vor. Die obigen Angaben von Zahlenwerten, sowie die anderen Angaben von Zahlenwerten, die im Text auftreten, werden als Beispiele zur Erleichterung der Erläuterung angeführt.

Am Anfang einstellbare Phaseneinstellvorrichtungen, 112 und 113, können vorgeschlagen werden. Diese Phaseneinstellvorrichtungen, die in der Form von RC-Gliedern oder als Zählschaltungen ausgeführt sein können, kompensieren die durch die Länge der Kabel hervorgerufenen Phasenabweichungen.

In dem Diagramm nach Fig. 4 ist ebenfalls die Frequenz F[tief]02 dargestellt, die einer anderen Landebahn zugeordnet ist und von der feststehenden Antenne der Antennenanordnung dieser Landebahn ausgesendet wird, ebenso wie die schraffierten Teile, die jeweils der einen und der anderen der beiden beweglichen Antennen der genannten Antennenanordnung entsprechen.

Jede Landebahn kann nicht nur eine Antennenanordnung umfassen, die sich um eine senkrechte Drehachse dreht, sondern auch eine um eine waagerecht verlaufende Drehachse rotierende Antennenanordnung. Diese letztere ist zur Bestimmung des Abstiegswinkels vorgesehen. Das Spektrum der Signale, die dieser Landebahn entsprechen, umfaßt also auch eine Frequenz, die dem Signal entspricht, das von der feststehenden Antenne der genannten Antennenanordnung mit horizontaler Drehachse ausgesendet wird, und ferner zwei Frequenzbänder, die jeweils einer ihrer beweglichen Antennen entsprechen.

Das Spektrum der an Bord eines Flugzeugs empfangenen Signale wird aus dem Spektrum der von der Station am Boden ausgesendeten Signale abgeleitet, unter Berücksichtigung,

1) daß einerseits das Flugzeug nicht nur die direkt von den Strahlungsquellen am Boden kommenden Signale empfängt, sondern auch Signale, die von Reflexionen der Ausstrahlungen der genannten Quellen an festen Hindernissen stammen: Gebäude, Geländevorsprünge usw., oder selbst von beweglichen Hindernissen, wie beispielsweise von Flugzeugen, die sich auf den Start- und Landebahnen in der Nähe der Strahlungsquellen bewegen;

2) daß andererseits ein Doppler-Effekt auftritt, der sich aus der Bewegung des Flugzeugs in bezug auf die Bodeninstallation, und ebenfalls aus den Bewegungen ortsveränderlicher Reflektoren ergibt.

Man stellt praktisch bei Trägerfrequenzen der Größenordnung von 5 GHz und in Anbetracht der Fortbewegungsgeschwindigkeiten der Flugzeuge fest, daß sich das Band der an Bord des Flugzeuges zu empfangenden Frequenzen von dem Frequenzbereich bei der Aussendung um eine Frequenzverschiebung von -500 bis +1500 Hz unterscheidet. Die im Flugzeug empfangenen Nachrichten nehmen verhältnismäßig enge Bandbreiten, die jedoch in der Nähe liegen, ein.

Um die Frequenzselektion zu vereinfachen, sieht man eine Umsetzung des gesamten Frequenzgemisches aus dem Bereich von 5 GHz, wo die Frequenzen empfangen werden, zu erheblich niedrigeren Frequenzen vor.

Nun wird die Anlage eines Flugzeuges beschrieben, die dazu vorgesehen ist, der Flugzeugbesatzung die Bestimmung der Position des Flugzeugs in bezug auf einen Flugplatz zu ermöglichen, der in der soeben beschriebenen Weise ausgerüstet ist.

Die Antenne 121 des Flugzeugs (Fig. 6) ist an einen Höchstfrequenzverstärker 122 angeschlossen, an dessen Ausgang 123 eine erste Frequenzumsetzung durch eine Mischstufe 124 erfolgt, die an ihrem Eingang 125 von Schwingungen angesteuert wird, die von einem ersten Überlagerungsoszillator 126 geliefert werden. Der Wert der ersten Zwischenfrequenz MF1, die einem ersten Zwischenfrequenzverstärker 127 zugeführt wird, wird somit in einen Frequenzbereich gebracht, der sich von 10 bis 100 MHz erstreckt. Der Zwischenfrequenzverstärker 127 weist einen Durchlaßbereich auf, der ausreicht, um die Gesamtheit aller Frequenzspektren zu erfassen, die von einer Einrichtung am Boden ausgesendet werden. Die Frequenz des Oszillators 126 ist in Abhängigkeit von derjenigen Frequenz umschaltbar, die dem Flugplatz zugeteilt ist, auf dem das Flugzeug landen soll. Der oder die Überlagerungsoszillatoren 126 werden durch einen Quarz mit ausreichender Frequenzstabilität beispielsweise in der Größenordnung von 10[hoch]-7, gesteuert.

Der Ausgang 128 des Zwischenfrequenzverstärkers 127 teilt sich in zwei Leitungswege, 129 und 130, auf. Der erste Leitungsweg 129 umfaßt eine Mischstufe 131, die auf der anderen Seite Schwingungen aufnimmt, die von einem zweiten Überlagerungsoszillator 132 von fester Schwingfrequenz geliefert werden, und die die dem Eingang 129 zugeführten Signale in den Bereich einer zweiten Zwischenfrequenz umsetzt, die am Ausgang 133 der Mischstufe 131 auftritt. Diese zweite Zwischenfrequenz MF2 liegt beispielsweise im Frequenzbereich von 100 bis 500 kHz und sie wird einem zweiten Zwischenfrequenzverstärker 134 zugeführt. Dieser erste Signalweg ist dazu bestimmt, das Bezugssignal F[tief]A zu verarbeiten. Der Durchlaßbereich des Zwischenfrequenzverstärkers 134 ist ziemlich genau gleich dem doppelten Wert der höchstmöglichen Bezugsfrequenz, nämlich f[tief]R3 von 3200 Hz, erhöht um die geschätzte höchstmögliche Frequenzverschiebung infolge des Doppler-Effektes. Somit liegt die Bandbreite des Zwischenfrequenzverstärkers 134 für die Zwischenfrequenz MF2 in der Größe von 9 kHz.

Bei der hier beschriebenen Ausführungsform werden der oder die Überlagerungsoszillatoren 126, von der zweiten Zwischenfrequenz ausgehend, durch Einschaltung eines Frequenzdiskriminators 135 in der Frequenz geregelt.

Wenn F*[tief]A der Mittelwert der Abstimmfrequenz des Zwischenfrequenzverstärkers 134 ist, so gilt:

F[tief]A - F[tief]126 - F[tief]132 = F*[tief]A,

dabei sind die Frequenzen F[tief]126 und F[tief]132 die Schwingfrequenzen der Überlagerungsoszillatoren 126 bzw. 132.

Die an dem Ausgang 136 des Zwischenfrequenzverstärkers 134 vorhandenen Signale werden durch einen Gleichrichter 137 in der Amplitude demoduliert, der Ausgang dieses Gleichrichters 138 teilt sich in drei Leitungen auf, von denen jede ein Filter 139 bzw. 140 und 141 umfaßt. Diese drei Filter sind jeweils auf eine der drei vom Boden ausgesendeten Bezugsfrequenzen f[tief]R1, f[tief]R2 und f[tief]R3, im vorliegenden Beispiel 10 Hz, 160 Hz und 3200 Hz abgestimmt. Die Filter 139, 140 und 141 haben eine Bandbreite in der Größenordnung von 1 Hz. Diesen folgen Phasenkorrekturschaltungen 142, 143 und 144, deren Aufgabe darin besteht, die Phasenverzögerungen auszugleichen, die durch die Filter 139 bzw. 140 und 141 hervorgerufen werden. An den Ausgängen 145, 146 und 147 findet man also die Bezugssignale mit einer relativen Phasenverschiebung wieder vor, die genau die bei der Sendestelle am Boden herrschenden Bedingungen wiedergibt.

Bei einer anderen Ausführungsform werden die Filter und die Phasenkorrekturschaltungen durch spannungsgesteuerte Oszillatoren mit Fehlerintegration ersetzt, die die Rolle von schmalbandigen Filtern mit der Phasenverschiebung Null übernehmen.

Die Ausgänge 145, 146 und 147 werden einer Koinzidenzschaltung 148 zugeleitet, die an ihrem Ausgang 149 in dem Augenblick einen Impuls abgibt, wo die Phasen der Signale mit den Frequenzen f[tief]R1, f[tief]R2 und f[tief]R3 zusammentreffen. Da diese Signale zur Steuerung der Bewegung des Tragarms der beweglichen Antennen eingesetzt werden, so wird jedesmal ein Impuls an dem Ausgang 149 abgegeben wenn der rotierende Tragarm der Antennenanordnung, deren Aussendung empfangen wird, die Markierungsrichtung durchläuft, beispielsweise die geographische Nordrichtung.

Andere Ausgänge 151, 152 und 153 der Phasenkorrekturschaltungen 142, 143 und 144 werden einer Frequenzaufbereitungsschaltung 155 zugeführt, die, ausgehend von den Bezugsfrequenzen f[tief]R1 (10 Hz), f[tief]R2 (160 Hz) und f[tief]R3 (3200 Hz), die Spektralfrequenzen oder Spektrallinien entwickelt, die für die Verarbeitung der Meßsignale erforderlich sind. Die Anordnung entspricht derjenigen, die in Fig. 5 für die nachfolgend beschriebenen Einrichtungen am Boden dargestellt ist.

Die Bezugsfrequenzen f[tief]R1, f[tief]R2 und f[tief]R3 sind an den Ausgängen 156, 157 und 158 (Fig. 7) vorhanden. Der Mischer 159 empfängt an seinem Eingang 160 die Bezugsfrequenz f[tief]R3 (3200 Hz), und an seinem Eingang 161 die Frequenz von 1600 Hz, die durch eine Frequenzvervielfachungsschaltung 162 mit dem Faktor 10 geliefert wird, die an den Eingang 152 angeschlossen ist. Der Eingang 153 ist an eine Frequenzverdopplungsschaltung 163 angeschlossen, deren Ausgang 164 einer Frequenzaddierschaltung 165 zugeführt wird, die andererseits mit dem Ausgang 166 des Mischers 159 verbunden ist. Man findet also an den Ausgängen 204 und 205 der Phasenkorrekturschaltungen 169 und 170 die Frequenz f[tief]3 von 4800 Hz und die Frequenz f[tief]5 von 6400 Hz vor. An dem Ausgang 206 einer Phasenkorrekturschaltung 172, die mit dem Ausgang der Frequenzaddierschaltung 165 verbunden ist, findet man eine Frequenz von 11 200 Hz vor (f[tief]8). Alle Bezugssignale zu den verschiedenen Frequenzen sind in der Phase festgelegt.

Somit hat man an Bord des Flugzeugs nicht nur die Bezugsfrequenzen f[tief]R1, f[tief]R2 und f[tief]R3 wiedergegeben, sondern ebenfalls die Frequenzen f[tief]3 und f[tief]5, die in den jeweils einer der Antennen 21 bzw. 22 der rotierenden Antennenanordnung des Flugplatzes zugeführten Signalen enthalten sind, und ebenfalls eine Frequenz f[tief]8, die die Summe der beiden vorgehenden Frequenzen darstellt, wobei alle diese Frequenzen in der Phase festgelegt sind.

Die zweite Ausgangsleitung 130 (Fig. 6) des Zwischenfrequenzverstärkers 127 wird einer Mischstufe 173 zugeführt, die andererseits die Schwingungen empfängt, die von einem dritten Überlagerungsoszillator 174 geliefert werden. Der Überlagerungsoszillator 174 ist von umschaltbarer Schwingfrequenz, so daß man beim Anflug auf einen bestimmten Flugplatz die Landebahn auswählen kann, der eine Frequenz zugewiesen ist.

Wenn F[tief]174 die Frequenz des Überlagerungsoszillators 174 und F[tief]132 die Frequenz des Überlagerungsoszillators 132 ist, so erhält man:

F[tief]174 - F[tief]132 = großes Delta F[tief]i,

wenn die gewählte Landebahn die Landebahn i ist, der die Frequenz F[tief]0i des Frequenzspektrums nach Fig. 4 entspricht.

Der Ausgang 175 der Mischstufe 173 wird einem dritten Zwischenfrequenzverstärker 176 zugeleitet.

Mit den beispielsweise ausgesuchten Werten beträgt die Bandbreite des Zwischenfrequenzverstärkers 176 ziemlich genau 16 kHz und erstreckt sich um einen Mittenwert herum, der zwischen 100 und 500 kHz liegt.

Wenn F*[tief]0 der für die Mittenfrequenz des Durchlaßbereichs des Zwischenfrequenzverstärkers 176 gewählte Wert ist, so erhält man:

F[tief]0i - F[tief]126 - F[tief]174 = F*[tief]0,

wobei i die Ordnungszahlen der gewählten Landebahn und F[tief]174 der für die Frequenz des Überlagerungsoszillators 174 in Abhängigkeit von der gewählten Landebahn ausgewählte Wert der Schwingfrequenz ist.

Der Ausgang 177 des Zwischenfrequenzverstärkers 176 teilt sich in drei Wege 178, 179 und 181 auf, die jeweils Bandfilter 182 bzw. 183 und 184 umfassen, die jeweils die Mittenfrequenzen (F*[tief]0 - f[tief]3), F*[tief]0 und (F*[tief]0 + f[tief]5) aufweisen.

Aus der Gesamtheit des Frequenzspektrums, das die Aussendungen kennzeichnet, die durch das Flugzeug von den rotierenden Antennen einer Landebahn i her empfangen werden, wählt

a) das Filter 183 die Signale aus einem Frequenzbereich um den Wert F*[tief]0 herum aus, die der Information F[tief]0(i) entsprechen, die von einer feststehenden mittigen Antenne der Landebahn i stammen und empfangen worden sind, nachdem sie entweder den direkten Ausbreitungsweg von der genannten mittigen Antenne bis zum Flugzeug durchlaufen haben, oder Reflexionen an festen oder beweglichen Hindernissen unterworfen worden sind, dabei unterliegen die Signale dem Doppler-Effekt infolge der Bewegung des Flugzeugs und schließlich auch infolge sich bewegender, reflektierender Hindernisse;

b) das Filter 182 die Signale aus, die in einem Frequenzbereich enthalten sind, der symmetrisch um den Wert (F*[tief]0 - f[tief]3) herum liegt, und die dem

Frequenzspektrum entsprechen, das von der rotierenden Antenne 22 geliefert wird, die die Frequenz (F[tief]0 - f[tief]3) aussendet, sei es, daß diese Signale dem direkten Ausbreitungsweg gefolgt, oder im Gegenteil einem Ausbreitungsweg mit einer oder mehreren Reflexionen an festen oder beweglichen Hindernissen gefolgt sind, dabei sind die genannten Signale dem Doppler-Effekt unterworfen, der sich aus der Bewegung des Flugzeugs oder eines ortsveränderlichen, reflektierenden Hindernisses und dem aus der Drehbewegung der Antenne 22 resultierenden Dopplereffekt ergibt.

c) das Filter 184 die Signale aus, die in einem Frequenzbereich enthalten sind, der symmetrisch um den Wert (F*[tief]0 + f[tief]51) herum liegt, und die den Signalen entsprechen, die von der rotierenden Antenne 21 stammen, entweder auf direktem Weg, oder nach Reflexion, wobei diese Signale ebenfalls dem Doppler-Effekt unterworfen sind, der sich aus der Fortbewegung des Flugzeugs oder eines anderen beweglichen Gegenstandes und auch aus der Drehung der Antenne 21 ergibt.

Ein Mischer 185 hat einen Eingang 186, der mit dem Ausgang 187 des Filters 182 verbunden ist, und einen zweiten Eingang 188, der an den Ausgang 189 des Filters 183 angeschlossen ist. Am Ausgang 191 des Mischers 185, der die Multiplikation der Signale ausführt, die seinen Eingängen zugeführt werden, erscheint ein Signal, das um die Mittenfrequenz f[tief]3 symmetrisch liegt, mit der Kreisfrequenz (kleines Omega[tief]0 - kleines Omega[tief]3), wobei kleines Omega[tief]0 und kleines Omega[tief]3 die Kreisfrequenzen sind, die den Frequenzen F[tief]0 bzw. f[tief]3 entsprechen. Dieses Signal enthält eine Information großes Psi[tief]3, die aus der Rotation der Antenne 21 folgt. Diese Information macht keinen Unterschied zwischen dem direkten Ausbreitungsweg und den reflektierten Ausbreitungswegen und ist auf den verschiedenen Ausbreitungswegen der Einwirkung des Doppler-Effektes ausgesetzt, der sich nicht nur aus der Drehung der Antenne oder auch aufgrund der Fortbewegung des Flugszeugs oder ggf. eines anderen beweglichen, reflektierenden Gegenstandes ergibt.

Der Phasenwinkel kleines Alpha[tief]3 dieses Signals kann geschrieben werden:

In dieser Beziehung ist t die Zeit, kleines Phi[tief]3 die ursprüngliche Phase, r die Länge des Ausbreitungsweges zwischen dem Phasenmittelpunkt der Empfangsantenne des Flugzeugs und dem Phasenmittelpunkt der Antenne für die Aussendung der Frequenz f[tief]3.

i kennzeichnet einen Ausbreitungsweg der Ordnung i unter ggf. verschiedenen Ausbreitungswegen, denen die Strahlungsenergie zwischen der Quelle der Aussendung und dem Empfangsort folgt; nämlich dem direkten Weg und einem oder mehreren reflektierten Wegen, und j kennzeichnet einen anderen Ausbreitungsweg der Ordnung j, c ist die Strahlfortpflanzungsgeschwindigkeit.

großes Psi[tief]3 ist eine Größe, die vorgegeben ist durch Formel: in welcher R der Abstand zwischen Antenne 21 oder 22 vom Mittelpunkt O (Fig. 2), großes Omega die Winkelgeschwindigkeit des Tragarms 20, kleines Lambda die der Frequenz F[tief]0 entsprechende Wellenlänge, großes Phi der Erhebungswinkel des Flugzeugs in bezug auf die Drehebene der Antenne, und kleines Theta der Azimutwinkel ist.

Außerdem wird zur Vereinfachung der Bezeichnungen nicht explizit ausgedrückt, daß großes Psi[tief]3 von der Zeit abhängt.

Auf gleiche Weise läßt eine Multiplikation der aus den Filtern 183 und 184 kommenden Signale in einem Mischer 192 die Information großes Psi[tief]5 erscheinen, die aus der Rotation der Antenne 22 folgt. Diese Information, die ebenfalls nicht zwischen dem direkten Ausbreitungsweg und den reflektierten Ausbreitungswegen unterscheidet, wird von der Frequenz f[tief]5 transportiert.

Dadurch, daß man die aus den Filtern 182 und 184 kommenden Signale miteinander mischt, indem man die Ausgänge 187 und 193 der Filter 182 und 184 mit einer Mischstufe 194 verbindet, erzeugt man ein Signal, das symmetrisch zu der folgenden Mittenfrequenz liegt:

(f[tief]3 + f[tief]5) = f[tief]8 = 11 200 Hz,

dieses Signal trägt eine Winkelinformation großes Psi[tief]8.

Diese zusätzliche Winkelinformation ist diejenige, die man im Flugzeug erhielte, wenn man bei der Antennenanordnung des Flugplatzes eine dritte rotierende Antenne mit einem Halbmesser verwendet hätte, der gleich der Summe der Halbmesser der rotierenden Antennen 21 bzw. 22 ist und mit einer Frequenz (F[tief]0 + f[tief]3 + f[tief]5) gespeist wird. Aber diese Winkelinformation wird erhalten ohne Zuhilfenahme einer Antenne mit großen Rotationshalbmesser, deren Ausführung mechanische Schwierigkeiten aufgrund der Größe der Beschleunigungen schaffen würde, denen diese Antenne unterworfen wäre.

Die aus dem Ausgang 191 des Mischers 185 kommenden Signale, die Signale, die am Ausgang 195 des Mischers 192 auftreten, und die Signale, die aus dem Ausgang 196 der Mischstufe 194 kommen, laufen durch Phasenkorrekturschaltungen 197 bzw. 198 und 199, die den Phasendrehungen entgegenwirken, die durch die Filterungsvorgänge, insbesondere in dem Zwischenfrequenzverstärker 176, eingeführt worden sind.

Die an den Ausgängen 201, 202 und 203 erscheinenden Signale s*[tief]3 bzw. s*[tief]5 und s*[tief]8 werden in Verbindung mit den Signalen der Frequenzen f[tief]3, f[tief]5 und f[tief]8, die an den Ausgängen 204, 205 und 206 der Frequenzaufbereitungsschaltung 155 vorhanden sind, dazu benutzt, die gesuchten Winkelinformationen großes Psi[tief]3, großes Psi[tief]5 und großes Psi[tief]8 in der im weiteren beschriebenen Weise erscheinen zu lassen.

Um die weitere Signalverarbeitung zu erleichtern, umfaßt die erfindungsgemäße Anlage des Flugzeugs eine Hilfsträgerfrequenzquelle 211 (Fig. 8) von der Frequenz f', die einen ersten Ausgang 228 aufweist, und deren zweiter Ausgang 212 jeweils den Eingängen 213, 214 und 215 entsprechender Mischstufen 216, 217 und 218 zugeführt wird, deren andere Eingänge mit den Ausgängen 204, 205 und 206 der Frequenzaufbereitungsschaltung 155 verbunden sind. Man berücksichtigt nicht die entstehenden Differenzfrequenzen, und die Summenfrequenzen, die sich aus den Mischvorgängen ergeben, werden über die Ausgänge 219, 220 und 221 weiteren Mischstufen 222, 223 und 224 zugeleitet, die subtraktiv wirken, und deren andere Eingänge jeweils mit den Ausgängen 201, 202 und 203 verbunden sind.

Die Winkelinformationen großes Psi[tief]3, großes Psi[tief]5 und großes Psi[tief]8 sind in den Signalen s[tief]1, s[tief]2 und s[tief]3 enthalten, die an den Ausgängen 225, 226 und 227 auftreten und also eine gemeinsame Trägerfrequenz f' aufweisen.

Die genannten Signale sind Störungen aufgrund der reflektierten Ausbreitungswege und aufgrund der Vermischung mit solchen Informationen unterworfen, die aus irgendeinem Ausbreitungsweg stammen, mit anderen Informationen, die von irgendeinem anderen Ausbreitungsweg stammen. Sie gehorchen den folgenden Beziehungen: (1)

In diesen Beziehungen ist:

a[tief]i eine einem Ausbreitungsweg i zugeordnete Amplitude;

a[tief]j eine einem Ausbreitungsweg j zugeordnete Amplitude;

kleines Omega' die Kreisfrequenz der von dem Generator an Bord des Flugszeugs gelieferten Schwingungen, hier ist dies der Hilfsträgeroszillator 211;

kleines Phi' ein dem Generator des Flugzeugs zugeordneter Phasenwinkel;

kleines Omega[tief]3 die der Frequenz f[tief]3 entsprechende Kreisfrequenz;

kleines Omega[tief]5 die der Frequenz f[tief]5 entsprechende Kreisfrequenz;

kleines Omega[tief]0 die der Frequenz F[tief]0 entsprechende Kreisfrequenz;

r[tief]i die auf einem Ausbreitungsweg i von der Strahlungsenergie zurückgelegte Entfernung;

r[tief]j die auf einem Ausbreitungsweg j von der Strahlungsenergie zurückgelegte Entfernung;

großes Psi[tief]i3 die Phase, die durch die Rotation der Antenne 21 der Strahlungsenergie erteilt wird, die von dieser Antenne stammt und auf dem Ausbreitungsweg i zum Empfänger gelangt;

großes Psi[tief]i5 die Phase, die durch die Rotation der Antenne 22 der Strahlungsenergie erteilt wird, die von dieser Antenne stammt und auf dem Ausbreitungsweg i zum Empfänger gelangt.

Die Phasen großes Psi[tief]i3 und großes Psi[tief]i5 hängen von der Zeit t ab, aber zur Vereinfachung der Bezeichnungen ist diese Abhängigkeit nicht explizit angegeben worden.

Das Signal s[tief]1 ist an einem Eingang 522 vorhanden, das Signal s[tief]2 tritt an einem Eingang 523 auf, und das Signal s[tief]3 erscheint an einem Eingang 524 eines Gerätes, das das Flugzeug mitführt und das schematisch in Fig. 9 dargestellt ist, und ein Bezugssignal ist an einem Eingang 521 vorhanden.

Das genannte, erfindungsgemäße Gerät umfaßt eine erste Scheibe 525, die von der Welle oder Achse 520 eines Motors M getragen wird. Die Scheibe 525 weist eine mittige Zone 526, eine ringförmige Zwischenzone 527 und eine ringförmige Umfangszone 528 auf. Ein Halbmesser 529 der Scheibe 525 trennt in der mittigen Zone 526 eine undurchsichtige Halbkreisfläche 531 und eine durchsichtige Halbkreisfläche 532. Dieser Halbmesser 529 bildet für die Zwischenzone 527 die Grenze eines undurchsichtigen Ringsegments 533[tief]1, das sich an die Halbkreisfläche 531 anschließt, und dessen Winkel am Scheitel 23°30' beträgt, die Zwischenzone 527 umfaßt eine abwechselnde Folge von undurchsichtigen Ringsegmenten 533[tief]1 und von durchsichtigen Ringsegmenten 533[tief]2 usw. von der Anzahl 16. Die Anordnung der Ringsegmente 534[tief]1, 534[tief]2 der ringförmigen Umfangszone 528 ist entsprechend, jedoch mit dem Unterschied, daß die Anzahl dieser Ringsegmente 320 ist.

Eine Seite der Scheibe 525 wird durch ein Bündel paralleler Lichtstrahlen beleuchtet, das von einer Linse 535, aus einer Lichtquelle 536 kommend, abgegeben wird, wobei diese Lichtquelle 536 im Brennpunkt der Linse angeordnet ist. Auf der anderen Seite der Scheibe 525 sind drei Detektoren 537, 538, 539 für die Lichtstärke jeweils gegenüber den Zonen 526, 527 und 528 angeordnet. Ihre Öffnungswinkel sind ausreichend klein, damit sie nur durch die Änderungen der Transparenz derjenigen Zone beeinflußt werden, die ihnen jeweils gegenüberliegt.

Die Ausgangskreise der Detektoren 537, 538 und 539 sind mit einem Impulsgenerator 541 verbunden, der an seinem Ausgang 542 dann Impulse t[tief]1 abgibt, wenn der Durchmesser 529 an der Verbindungslinie der Detektoren 537, 538 und 539 vorbeiläuft. Diese Impulse werden einem Eingang 543 eines Servoverstärkers 544 zugeführt, der an seinem anderen Eingang 545 die von dem Flugzeug empfangenen Impulse aufnimmt, die dem am Eingang 522 vorhandenen Signal für den Durchgang des Tragarms 20 durch die geographische Nordrichtung entsprechen, wie am Ausgang 149 erscheint.

Folglich wird der Betrieb des Motors M derart gesteuert, daß zu jedem Zeitpunkt seine Welle 520 eine Bewegung ausführt, die in starrem Gleichlauf mit dem Tragarm 20 der Antennenanordnung 15 des Flugplatzes ist, wobei der Antriebsmotor dieser Antennenanordnung 15 von den Bezugsfrequenzen von 10 Hz, 160 Hz und von 3200 Hz gesteuert wird, wenn die Dreh- oder Winkelgeschwindigkeit großes Omega des Tragarms 20 10 Umdrehungen/Sekunde beträgt. Die Genauigkeit des Gleichlaufs liegt in einer Größenordnung von 0,1°.

Auf der Welle 520 des Motors M ist eine zweite Scheibe 551 befestigt, deren Übertragungsfunktion für das Licht durch Transparenz oder durch Reflexion durch die Anwesenheit einer Reihe von zueinander parallelen Linien moduliert ist, deren Gesetzmäßigkeit für die Amplitude der zur Richtung der genannten Linien senkrecht verlaufenden Übertragung sinusförmig verläuft, wie es schematisch in Fig. 10 dargestellt ist. Im Fall einer Scheibe aus Filmmaterial verwirklicht man eine Photographie von Interferenzlinien mittels eines Lasers, der ebene Wellen aussendet. So erhält man eine Gesetzmäßigkeit für die Lichtübertragung, die wie folgt ausgedrückt werden kann: (3)

In dieser Beziehung ist:

x ein Koordinatenwert in Richtung einer Achse, die senkrecht zu den Linien auf der Scheibe verläuft;

y ein Koordinatenwert in Richtung einer Achse, die parallel zu den Linien auf der Scheibe verläuft;

großes Lambda die räumliche Wellenlänge der genannten Gesetzmäßigkeit der Transparenz; kleines Phi[tief]0 eine beliebige Anfangsphasenlage.

Somit ist die Gesetzmäßigkeit der Transparenz von y unabhängig, d.h. daß sie für alle Geraden gleichbleibend ist, die quer zur Richtung der Linien auf der Scheibe verlaufen.

Eine Lichtquelle 552 ist gegenüber einer Seite der Scheibe 551 angebracht und weist eine konstante Lichtstärke I[tief]2 auf. Auf der anderen Seite der Scheibe, d.h. gegenüber der anderen Scheibenfläche, ist ein Detektor 553 für die Lichtstärke, beispielsweise eine Photodiode, angeordnet. Der Öffnungswinkel des Detektors 553 ist eng, im Prinzip kleiner als ein Wert, der der Hälfte der räumlichen Wellenlänge auf der Scheibe 551 entspricht.

Der Detektor 553 empfängt eine Lichtenergie I(t), die gleich dem Produkt aus der Lichtstärke I[tief]2 und der Gesetzmäßigkeit der Transparenz der Scheibe 551 gegenüber dem Detektor 553 ist. Für die Transparenz gilt: (4)

In dieser Beziehung ist:

kleines Rho die Entfernung des Detektors 553 von der Drehachse der Welle 520;

kleines Theta[tief]0 der Winkel zwischen der axialen Ebene, in der der Detektor 553 liegt, und der axialen Ebene, in der die Ursprungsrichtung liegt.

Der Vergleich mit der obigen Beziehung (2) zeigt, daß es einerseits eine Ähnlichkeit zwischen dem Wert: und, andererseits, dem Wert: gibt, und daß eine Identität dieser Beziehungen in bezug auf die Winkelpositionen besteht.

Eine dritte Scheibe 554 mit zueinander parallelen Linien ist auf der Welle 520 befestigt und dreht sich daher mit derselben Geschwindigkeit wie die Scheiben 525 und 551. Die photographisch auf dieser Scheibe wiedergegebenen Interferenzlinien sind mit den Interferenzlinien identisch, die die Scheibe 551, trägt, aber in Richtung der Achse der Koordinatenwerte x um eine Länge verschoben, die gleich einem Viertel der räumlichen Wellenlänge großes Lambda ist. Somit kann für die Gesetzmäßigkeit der Transparenz der Scheibe 554 geschrieben werden: (5)

Eine Lichtquelle 555 ist gegenüber einer der Oberflächen der Scheibe 554 angeordnet, und ein Detektor 556 für die Lichtstärke, der einen engen Öffnungswinkel aufweist, ist gegenüber der anderen Oberfläche in derselben Entfernung von der Welle 520 wie der Detektor 553 angebracht, und die axiale Ebene, die den Detektor 556 durchsetzt, geht ebenfalls durch den Detektor 553. Die Bestrahlungsstärke der Detektoren 553, 556 ist gleich dem Produkt aus der Strahlungsstärke der Lichtquelle 555 und der Transparenz der Scheibe 554.

Ein erstes Tiefpaßfilter 557 ist in dem Ausgangskreis 558 des Detektors 553 angebracht, und ein zweites Tiefpaßfilter 559 ist in dem Ausgangskreis 560 des Detektors 556 angeordnet. Somit unterdrückt man den Gleichstromanteil und verfügt an den Ausgängen 561 und 562 der Niederfrequenzfilter 557 bzw. 559 über Signale mit der folgenden Abhängigkeit: (6)

Diese Signale werden als Modulationssignale zwei Eingängen 571 und 572, eines Einseitenband-Amplitudenmodulators 573 zugeführt, dessen zwei andere Eingänge 574 und 575 einerseits das Bezugssignal:

cos (kleines Omega't + kleines Phi')

und andererseits das Bezugssignal:

sin (kleines Omega't + kleines Phi')

empfangen.

Vom Eingang 521 abgehend, der mit dem Ausgang 228 des in Fig. 8 dargestellten Gerätes verbunden ist, wird eine kleines Pi/2-Phasenschieberschaltung an dem Eingang 575 zwischengeschaltet.

So erhält man am Ausgang 576 des Einseitenband-Amplitudenmodulators 573 ein neues Bezugssignal, für welches man schreiben kann: (7)

oder einfacher:

cos [kleines Omega't + kleines Phi' + kleines Phi[tief]0 + großes Psi[tief]0], (8)

indem eingesetzt wird: (9)

wobei die Tatsache, daß großes Psi[tief]0 von der Zeit t abhängt, nicht explizit ausgedrückt worden ist.

Dieses Bezugssignal wird einem ersten nichtlinearen Baustein 577 zugeführt, um mit dem Signal s[tief]1 multipliziert zu werden, das an dem Eingang 522 vorhanden (10) ebenso einem weiteren nichtlinearen Baustein 578, dem andererseits das Signal s[tief]2 zugeleitet wird, das auf dem Eingang 523 erscheint, und einem dritten nichtlinearen Baustein 579, dem andererseits das Signal s[tief]3 zugeführt wird, das an dem Eingang 524 vorhanden ist. Diese nichtlinearen Bausteine sind beispielsweise Dioden.

Die an den Ausgängen 581, 582 und 583 der nichtlinearen Bausteine 577 bzw. 578 und 579 auftretenden Signale durchlaufen Filter 584, 585, 586, die in diesen Signalen die Harmonische 2 kleines Omega' unterdrücken. An den Ausgängen 587, 588, 589 sind Signale vorhanden, die von der Frequenz f' unabhängig, jedoch um einen großes Psi[tief]0 und kleines Phi[tief]0 berücksichtigenden Wert moduliert sind.

Diese Signale werden geschrieben als: (10)

In diesen Beziehungen stellen die Funktionen f[tief]ij die Phasendifferenzen dar, die sich aus den Unterschieden in den Ausbreitungswegen der Funkwellen auf den Ausbreitungswegen i und j von zwei reellen Strahlungsquellen ausgehend ergeben, oder ausgehend von einer reellen Strahlungsquelle und einer Spiegelquelle, oder von zwei Spiegelquellen, wobei eine reelle Strahlungsquelle durch eine der Antennen 17, 21 oder 22 dargestellt wird, und eine Spiegelquelle eine Strahlungsquelle ist, die sich aus der Reflexion der Strahlungsenergie ergibt, die von einer reellen Strahlungsquelle auf ein reflektierendes Hindernis austritt, das im übrigen feststehend oder beweglich sein kann.

Die Funktion f[tief]ij03(t) ist die Funktion, die den Kreisfrequenzen kleines Omega[tief]0 und kleines Omega[tief]3 entspricht.

Die Funktion f[tief]ij05(t) entspricht den Kreisfrequenzen kleines Omega[tief]0 und kleines Omega[tief]5. Die Funktion f[tief]ij35(t) entspricht den Kreisfrequenzen kleines Omega[tief]3 und kleines Omega[tief]5. Die Funktionen f[tief]ij sind Funktionen mit linearer und quadratischer Abhängigkeit während des Zeitraums, wo i von j verschieden ist.

Wenn es sich um identische Ausbreitungswege handelt, ist die Funktion f[tief]ij definitionsgemäß Null.

Der Ausgang 587 ist an einen Verstärker 591 angeschlossen, und der verstärkte Strom speist eine Lichtquelle 592, deren Lichtstärke der Stärke ihres Speisestroms proportional ist. Die Lichtquelle 592 wird beispielsweise von einer oder mehreren Elektrolumineszenz-Dioden, die eine weitgehend gleichförmige Ausleuchtung in der Nutzzone liefern, gebildet.

Eine Verstärkungsregelschaltung 593 ist zwischen den Ausgang 594 des Verstärkers 591 und seinen Eingang 595 geschaltet, aufgrund dieser Schaltung weist das am Ausgang 594 vorhandene Signal einen mittleren Scheitelwert auf, der um einen ausgewählten Gleichstromwert herum konstant bleibt, derart, daß das der Lichtquelle 592 zugeführte Gesamtsignal niemals negativ wird, und daß ebenfalls die Höhe des Gleichstroms in der Nähe des Scheitelwertes des Signals s[tief]1' liegt.

Dieses Ergebnis wird beispielsweise durch Gleichrichtung des Wechselstromanteils des Ausgangssignals des Verstärkers 591 erreicht, durch Integration, um den quadratischen Mittelwert erscheinen zu lassen, der zum Eingangssignal hinzugefügt wird.

Das der Lichtquelle 592 zugeführte Signal stammt also von dem Signal s[tief]1', dessen Formel in der obigen Gleichung (10) gegeben worden ist. Die von der genannten Lichtquelle ausgesendete Lichtstärke hat als Ausdruck: (11)

I[tief]4 ist die mittlere Lichtstärke der Lichtquelle 592.

Die Lichtquelle 592 befindet sich gegenüber einer Scheibe 611, die auf der Welle 520 befestigt ist, und deren Gesetzmäßigkeit für die Transparenz der folgenden Beziehung gehorcht: (13)

In dieser letzten Beziehung ist:

kleines Phi[tief]1 eine auf den Ursprung bezogene Phasenlage;

kleines Rho[tief]1 die Entfernung vom betrachteten Punkt der Scheibe 611 bis zur Welle 520;

kleines Theta[tief]1 der Umfassungswinkel in bezug auf einen ursprünglichen Halbmesser der Scheibe 611;

großes Lambda[tief]1 die räumliche Wellenlänge für die Gesetzmäßigkeit der Transparenz der Scheibe 611.

Das Licht durchquert die Scheibe 611 in einem Bündel zueinander paralleler Strahlen, die von einer Linse 612 abgegeben werden, deren Brennpunkt mit der Lichtquelle 592 zusammenfällt.

Die durch die Transparenz durch die Scheibe 611 übertragene Lichtstärke ist das Produkt der Ausdrücke i[tief]4 und T[tief]4. Sie wird geschrieben: (14)

In dieser Beziehung ist eingeführt: (15)

wobei, wie zuvor, die Tatsache, daß großes Psi[tief]1 von der Zeit t abhängt, nicht explizit ausgedrückt worden ist.

Der Bereich der Scheibe 611, der von dem Bündel zueinander paralleler Lichtstrahlen beleuchtet wird, die von der Linse 612 ausgehen, weist eine Beleuchtung auf, die dem Signal folgt, das der Lichtquelle 592 durch den Ausgang 594 des Verstärkers 591 zugeführt wird. Die Lichtenergie, die die Phasenmodulationen berücksichtigt, die sich einerseits aus den Relativbewegungen der Funkstrahlungsquellen und des Empfängers und andererseits aus der Modulation großes Psi[tief]0 ergeben, die in den Empfänger eingeführt wird, trifft infolge der Rotation der Scheibe 611, die die zueinander parallelen Linien trägt, auf ständig veränderliche Transparenzzonen entsprechend zwei Veränderlichen, nämlich dem Abstand zur Scheibenmitte und deren Winkelstellung.

Die Ähnlichkeit zwischen der entsprechend einer Funktion veränderlichen Transparenz der Scheibe und andererseits den Änderungen der Beleuchtung dieser letzteren, gestattet, eine Korrelation zwischen diesen beiden Erscheinungen aufzustellen, der einen, die sich bei dem beleuchtenden Lichtstrahl ergibt, und der anderen, die sich aus der Rotation der die Linien tragenden Scheibe ergibt.

Praktisch ergibt sich daraus, daß es auf der der Lichtquelle 592 gegenüberliegenden Seite der Scheibe 611 eine punktförmige oder nahezu punktförmige, durchlässige Zone gibt, wenn die Strahlstärke der

Lichtquelle 592 ein Maximum aufweist. Das trifft auf sämtliche anderen Stellen hinter der Scheibe 611 nicht zu.

Somit spielt die Scheibe 611 in Verbindung mit der Lichtquelle 592 eine doppelte Rolle, nämlich diejenige eines Modulators und ebenfalls diejenige eines Korrelators.

Spiegel 613 und 614 und Linsen 615 und 616 richten den Lichtstrom, der die Scheibe 611 durchquert hat, zu einer Detektorschaltung für die Lichtstärke mit Integrator. Diese Anordnung kann eine photographische Platte, die Netzhaut des Auges, eine Mosaikplatte aus lichtempfindlichen Dioden, eine Vidikonkamera oder ein Bildwandler sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist bei 617 ein Vidikon dargestellt.

In einem Zeitintervall T nimmt jedes Element der Oberfläche der genannten Detektor/Integrator-Anordnung, definiert durch seine beiden Koordinaten, eine Energie auf, die proportional ist zu: (16)

Wenn der Integrator vom Typ eines Vidikons ist, so erscheint auf dem Bildschirm 618 eine Darstellung, wie sie schematisch in Fig. 11 gezeigt wird, wobei Bilder an den Stellen 501 und 501' symmetrisch in bezug auf den Mittelpunkt 502 erscheinen und einer optischen Korrelation entsprechen, die in zwei diametral einander entgegengesetzten Bildpunkten erfolgt, für welche gilt:

großes Psi[tief]1 = +/- (großes Psi[tief]0 + großes Psi[tief]3).

Durch eine Voruntersuchung bestimmt man die maximale Auslenkung der Phasenmodulation großes Psi, die sich aus den verschiedenen Relativpositionen des Flugzeugs in bezug auf den Flugplatz ergibt, dann wählt man unter Berücksichtigung der Verschiebung, die durch den Wert großes Psi[tief]0 in Abhängigkeit von den von den Scheiben 551 und 554 getragenen Linien, die räumliche Wellenlänge großes Lambda[tief]1 des Linienmusters aus, das von der Scheibe 611 getragen wird, damit diese Scheibe die Gesamtheit der Modulationsanteile über eine ausreichende Auslenkung hinweg abgibt, damit diese letztere alle für großes Psi möglichen Werte umfaßt.

Wenn die Achse der rotierenden Welle 520 die Scheibe 611 in dem mittleren Teil eines Streifens durchquert, der entweder transparent oder undurchsichtig ist, erscheinen zwei Bilder auf dem Schirm der Detektor/Integrator-Anordnung 618 aufgrund der vollkommenen Symmetrie der genannten Scheibe um die Achse der Welle 520, weil die Bedingungen für den Durchtritt des Lichtes in zwei Zonen identisch sind, die einander diametral gegenüberliegen.

Die vorliegende Erfindung sieht vor, diese Doppeldeutigkeit dadurch zu beseitigen, daß die Lage der Rotationsachse der Scheibe in bezug auf das Linienmuster versetzt wird.

In Fig. 11 sind zwei Bilder 501 und 501' dargestellt, von denen das eine im unteren Teil des Bildschirms, und das andere im oberen Teil des Bildschirms angeordnet ist. Der Mittelpunkt der die Helligkeitszentren der beiden Bilder verbindenden Linie entspricht der Rotationsachse 520. Eine fortschreitende Verschiebung der Rotationsachse 520 in bezug auf das Linienmuster der Scheibe 611, wobei die Relativpositionen der Scheiben 551 und 554 beibehalten werden, steigert die Helligkeit eines der beiden Bilder, während gleichzeitig die Helligkeit des anderen Bildes abnimmt. Durch eine derartige Einstellung kann man eines der beiden Bilder verschwinden lassen, somit bleibt ein einziges Bild sichtbar.

Gemäß den entsprechenden Phasenlagen und dem übriggebliebenen Bereich der Integrationsebene, ist ein Bild praktisch mit dem folgenden Amplitudenkoeffizienten behaftet: (17)

während das andere Bild mit dem folgenden Amplitudenkoeffizienten behaftet ist: (18)

Die vorliegende Erfindung sieht vor, die Phasenlagen kleines Phi[tief]0 und kleines Phi[tief]1 zu wählen, um eines der Bilder auszuwählen.

In einer Ausführungsform hat man kleines Phi[tief]0 = - kleines Phi[tief]1 = kleines Pi/4 gewählt.

Was den Wert von kleines Phi[tief]1 anbetrifft, so drückt sich diese Bedingung durch eine Verstellung der Rotationsachse 520 in dem Wert der Transparenz aus, beispielsweise für

kleines Rho = 0

erhält man:

Es ist einfach, die Phase kleines Phi[tief]0 des Bezugssignals durch eine Zentrierung der Scheiben 551 und 554 um gleiche Beträge, aber mit einander entgegengesetztem Vorzeichen, einzustellen.

Die Gesetzmäßigkeit der Übertragung des Lichtes, die durch die räumliche Wellenlänge der Scheibe 551 und der Scheibe 554 bestimmt wird, die Winkelverstellung der Quellen 552 und 553 in bezug auf die axiale Bezugsebene, und der Abstand der Quellen 552 und 553 von der Achse 520 werden gewählt, damit sich das Bild, wie beispielsweise bei 501, auf dem Integrationsschirm in einer gewünschten Zone ausbildet.

In Fig. 11 wurde die Ursprungsrichtung bei 503 dargestellt. Die Funktion großes Psi[tief]0 erscheint bei 504, und die Funktion großes Psi[tief]3 erscheint bei 505. Die Position des Modulators, der die beliebige Modulation großes Psi[tief]0 einführt, ist durch die Stellung der Quellen 552 und 555 bekannt, die beiden Ergebnisse können einerseits ohne Doppeldeutigkeit voneinander unterschieden werden, andererseits gestatten sie durch eine einzige Verschiebung um den Wert kleines Phi[tief]0, den Meßbereich (Verschiebung um großes Psi[tief]3) aus der Mitte heraus und in eine Zone außerhalb der Rotationsachse zu verschieben. So kann man dieselbe Rotationsachse für mehrere Korrelationsvorgänge benutzen.

Auf dem Integrator erscheinen nicht nur die Bilder, die durch die direkten Übertragungswege zwischen den Antennenanordnungen und dem Flugzeug geliefert werden, sondern auch die Bilder, die einer oder mehreren Reflexionen dieser Übertragungswege entsprechen.

Jede Antennenanordnung eines Flugplatzes, die einer reellen Antenne oder ihrem durch Reflexion an einem Hindernis gelieferten Spiegelbild entspricht, wird durch konzentrische Kreise 509[tief]1, 509[tief]2, 509[tief]3 und 509[tief]4 mit hellem Mittelpunkt dargestellt wie in Fig. 12. In einem Polarkoordinatensystem, das durch den Punkt 502 und die Ursprungsrichtung 503 festgelegt ist, sind die Koordinaten der hellen Mittelpunkte einzig und allein durch die Phasenmodulation großes Psi[tief]i3 bestimmt, die einer Quelle i entspricht.

Die entsprechende Helligkeit jedes hellen Mittelpunktes ist der folgenden Größe proportional:

I[tief]4 (1 + a[hoch]2[tief]i).

Das Bild wird also aus hellen Punkten auf einem durchgehenden Hintergrund gleichförmiger Helligkeit gebildet.

Eine der Koordinaten eines jeden hellen Punktes kann direkt in den Azimut umgewandelt werden, während der Abstand großes Delta kleines Rho[tief]i der hellen Punkte vom Ursprung wie folgt ist:

In diesen Beziehungen ist:

großes Lambda' die räumliche Wellenlänge des von der Scheibe getragenen Liniennetzes;

R[tief]3 der Rotationshalbmesser der Antenne, die eine Frequenz (F[tief]0 - f[tief]3) aussendet;

kleines Lambda die ausgestrahlte Wellenlänge, also annähernd gleich großes Phi ist der Erhebungswinkel des Flugzeugs im Spiegelbild i.

Die Störausdrücke, deren Indizes verschieden sind in der obigen Gleichung (14), bei denen nämlich i von j verschieden ist, sind im Integrator verschwunden. Dies folgt aus der Eigenschaft der Fresnelschen Integrale, denn:

Die Integration der Signalkomponenten der Trägerfrequenz führt zum Wert Null.

Praktisch ist die Auslöschung nicht vollständig, aber um so vollkommener, je größer die Integrationszeit ist.

In der Praxis, bei den durch die Landung von Flugzeugen gestellten Aufgaben, ist eine Integrationszeit von 1 Sekunde vertretbar bei den notwendigen Folgen von Erneuerungen der Informationen bis zu einer Entfernung von 1 km von der sendenden Antenne.

Unterhalb dieses Wertes reicht eine Integrationszeit von 1/10 s aus (wenn sich die Antenne mit 10 Umdrehungen/Sekunde dreht), um eine ausgezeichnete Unterdrückung der Störanteile zu gewährleisten. Ein Umschalter 653 dient dazu, die Integrationszeit des Vidikons 617 zu steuern.

Bei der beschriebenen Ausführungsform ist eine der Winkelinformationen, nämlich großes Phi, in der Form ihres cosinus-Wertes bekannt, wie oben gezeigt wurde.

Bei einer anderen Ausführungsform sieht man einen optischen Integrator in Form einer Halbkugel vor, dessen Mittelpunkt im Ursprung 502 liegt, mit dem maximalen Halbmesser kleines Rho[tief]M gemäß: (21)

In dieser Ausführungsform bildet sich der Bildpunkt auf der Halbkugel in dem Punkt mit den Koordinaten großes Theta und großes Phi und stellt die Äquivalenz für die Betrachtung des Himmelsgewölbes und der Sterne her.

Auf die Signale s[tief]2' und s[tief]3' wendet man eine Behandlung an, die der oben für die Signale s[tief]1' festgelegten Behandlung entspricht. So umfaßt das erfindungsgemäße Gerät in Zuordnung zu den Ausgängen 588 und 589 (Fig. 9) Anordnungen, die denjenigen entsprechen, die oben in Verbindung mit dem Ausgang 587 beschrieben worden sind. So ist auf der Welle 520 eine Scheibe 621 befestigt, deren Gesetzmäßigkeit für die Transparenz T[tief]5 derselben Formel gehorcht wie die Gesetzmäßigkeit der Transparenz für die Scheibe 611, jedoch mit einer räumlichen Wellenlänge großes Lambda[tief]2'.

Eine Lichtquelle 622 wird vom Ausgang eines Verstärkers 623 her gespeist, dessen Eingang 624 mit dem Ausgang 588 verbunden ist, der das Signal s[tief]2' liefert. Der Verstärker 623 wird durch eine der Schaltung 593 analoge Verstärkungsregelschaltung 625 gesteuert. Die Lichtquelle 622 liegt im Brennpunkt einer Linse 626, und das die Scheibe 621 durchquerende Strahlenbündel wird durch einen Spiegel 627 reflektiert. Es durchquert eine Optik 628, und das von dieser Optik 628 abgegebene Strahlenbündel wird über einen halbdurchlässigen Spiegel 629 zum Integrator 617 gerichtet. Der halbdurchlässige Spiegel 629 ist in dem Strahlengang der durch den Spiegel 614 reflektierten Strahlen angeordnet.

Eine sechste Scheibe 631 ist ebenfalls auf der Welle 520 befestigt. Die Gesetzmäßigkeit ihrer Transparenz T[tief]6 entspricht derjenigen der Scheiben 611 und 621, jedoch mit einer räumlichen Wellenlänge großes Lambda[tief]3'.

Die Scheibe 631 wird auf einer Seite von einer Lichtquelle 632 beleuchtet, die mit dem Ausgang 633 eines Verstärkers 634 mit einer der Schaltung 593 analogen Verstärkungsregelungsschaltung 635 verbunden ist, wobei der Eingang 636 des Verstärkers 634 mit dem Ausgang 589 verbunden ist oder wo die Signale s[tief]3' vorhanden sind. Das Bündel zueinander paralleler Strahlen, das von der Linse 637 geliefert wird, durchquert die Scheibe 631 und wird über einen Spiegel 638, eine Optik 639 und einen halbdurchlässigen Spiegel 641 zum Integrator 617 geleitet.

Die Optiken 615-616, 628 und 639 sind von solcher Art, daß die von ihnen gelieferten endgültigen Bilder von gleichen geometrischen Abmessungen sind. Zu diesem Zweck sind die Vergrößerungsfaktoren umgekehrt proportional zu den Verhältnissen der Rotationshalbmesser der beweglichen Antennen der erfindungsgemäßen Antennenanordnungen, beispielsweise für die Arme 512 und 513 und ebenso die Summe dieser Arme. Bei dem gewählten Ausführungsbeispiel sind die Vergrößerungsfaktoren proportional zu 3, 5, 8.

Die Optiken sind alle auf dieselbe Achse zentriert, so daß die Mittelpunkte mit der durch die Modulation festgelegten Richtung des Ursprungs zusammenfallen.

In dem Fall, wo die Antennenanordnung zwei Antennen umfaßt, die einander diametral gegenüberliegen, und wenn hieraus durch die Schwebung (großes Psi[tief]5 - großes Psi[tief]3) eine fiktive Antenne resultiert, so wird die Vergrößerung negativ, d.h., sie ist von einer Rückwärtsverschiebung des Bildes begleitet, um die drei Überlagerungen zu ermöglichen.

Obgleich das erfindungsgemäße Gerät mit nur einem Signal s' arbeiten kann, nämlich s[tief]1', s[tief]2' oder s[tief]3', so wird die Arbeitsweise durch die Verarbeitung mehrerer Signale, beispielsweise von drei Signalen, indem man dann eine Bewertung einschaltet und die Sekundäranzeigen um den mittigen hellen Punkt herum verringert, erheblich verbessert.

Die optimale Gewichtung der drei Lichtbündel wird durch das Übertragungsverhalten der halbdurchlässigen Spiegel 629 und 641 erhalten.

In dem Fall, wo man als Detektor 617 die lichtempfindliche Oberfläche eines Vidikons verwendet, regelt die Abtastfolge dieser Röhre den Wert der Integrationszeit.

Die Ausgangsspannung dieser Röhre, die dem Integral des Lichtstroms zwischen zwei Abtastungen proportional ist, umfaßt eine Gleichstromkomponente. Diese kann durch Filterung beseitigt werden.

Bei einer anderen Ausführungsform wird sie durch Subtraktion eines der Gleichspannung proportionalen Wertes beseitigt, der der oder den Lichtquellen 592, 622 oder 632 zugeführt wird, wie es schematisch für das Signal s[tief]1' durch die Verbindung 651 mit einer Steuerschaltung 652 für die Hintergrundhelligkeit dargestellt ist, wobei der Ausgang 654 der genannten Schaltung mit einem Sichtschirm 618 verbunden ist.

Um die Auswirkungen der Nichtlinearität bei der Abtastung zu vermeiden, die bei der Wiedergabe des Bildes zu Verzerrungen führen würden, wird eine Markierung für den Azimutwinkel und den Erhebungswinkel, die auch als Raster bezeichnet wird, wie bei 642 schematisch angedeutet, optisch oder elektronisch dem Bild überlagert, das auf der lichtempfindlichen Fläche des Vidikons erhalten wird, und zwar mit einer Helligkeit, die mit dem dynamischen Verhalten der genannten Fläche verträglich ist.

Im Fall eines Flugzeuges, das sich einer Landebahn nähert, bietet sich das endgültige Bild, das beispielsweise auf einem Fernseh- oder Oszillographen-Bildschirm wiedergegeben wird, in der in Fig. 13 gezeigten Weise dar. In dieser Abbildung ist die zweidimensionale Anzeige einer Gruppe von Punkten dargestellt, die einer Sendeantenne und solchen Reflektoren entsprechen, die zufällig oder absichtlich am Rand der Landebahn oder auf der Landbahn vorhanden sind.

Diese "optronische" Darstellungsweise des Funkstrahlungsbildes der elektromagnetischen Funkfeuer, welche von Antennenanordnungen gebildet werden, ergeben also eine Sichtdarstellung der Gesamtsituation, die für die Besatzung sehr wertvoll ist.

Die vorliegende Erfindung sieht vor, eine durch einen Azimutwinkel und einen Erhebungswinkel festgelegte Kursvorgabe mit der wahren Position zu vergleichen, die durch das "optronische" Bild geliefert wird. Die Wiedergabe der Kursvorgabe wird in der Form eines hellen Punktes, schließlich sogar in einer anderen Farbe als das wahre Positionsbild, auf dem Bildschirm sichtbar gemacht. Der Vergleich der Abweichungen zwischen dem Bild der wahren Position und dem Bild der Kursvorgabe wird auf elektronischem Wege, durch Auswertung der zeitlichen Nach- oder Voreilung der Signale, durchgeführt.

Man kann beispielsweise von der Zählung der Anzahl der Linien für die Abweichung beim Erhebungswinkel und von der zeitlichen Verschiebung zwischen den auf jeder Linie empfangenen Impulsen für die Abweichung beim Azimutwinkel ausgehen.

In dem in Fig. 14 gezeigten Ausführungsbeispiel weist eine Kursvorgabeschaltung 700 einen Eingang 701 auf, der mit einem Bordrechner 699 verbunden ist, dessen Eingang 702 ein vom Flugplatz stammendes Signal empfängt. Wie oben angegeben, zeigt der Sichtschirm 618 das Bild der Landebahn. Durch das schraffierte Feld 704 ist der Bereich für den Vergleich veranschaulicht, der durch eine Vergleichsschaltung 706 angestellt wird, die mit der Kursvorgabeschaltung 700 verbunden ist. Am Ausgang 708 einer Meßschaltung 707 für die Abweichungen sind Signale großes Delta kleines Theta und großes Delta großes Phi vorhanden, die zum Autopiloten des Flugzeugs (nicht dargestellt) geleitet werden.

Die Ausdehnung des Feldes 704 kann gleichbleibend oder veränderlich sein.

In dem Fall, wo der Bereich für den Vergleich unveränderlich ist, liegt die Aufgabe des Flugzeugführers darin, die wahre Position in die Leitschneise zu bringen und sich sodann zu vergewissern, daß der Autopilot die Meßwerte großes Delta kleines Theta und großes Delta großes Phi der Abweichung überwacht und steuert. Die erfindungsgemäße Sichtdarstellung gestattet, daß man sich ständig vergewissert, ob nicht mehrere Strahlungsquellen in der Führungsschneise liegen.

Die mit Spiegeln und Linsen gebildeten optischen Vorrichtungen des in Fig. 9 dargestellten erfindungsgemäßen Gerätes können durch Vorrichtungen ersetzt werden, die auf Fiberoptiken beruhen. So wandelt man auf leichte Weise die Koordinaten kleines Theta und cos großes Phi in ebene Koordinaten kleines Theta und großes Phi um, damit die herkömmlichen lichtempfindlichen, ebenen Oberflächen verwendet werden können.

In der in Fig. 15 gezeigten Ausführungsform übt eine einzige Scheibe 711 die verschiedenen Funktionen der Vielzahl von Scheiben nach der vorhergehenden Ausführungsform aus. Die um ihre Drehachse mit konstanter Winkelgeschwindigkeit großes Omega angetriebene Scheibe 711 umfaßt einen mittigen Kreis 712, dessen Durchmesser 713 eine durchsichtige Halbkreisfläche 714 und eine undurchsichtige Halbkreisfläche 715 gegeneinander abgrenzt. Ein erster Ring 716 umfaßt wechselweise durchsichtige und undurchsichtige Ringsegmente in der Anzahl von 16 Segmenten. Ein zweiter Ring 717 umfaßt wechselweise durchsichtige und undurchsichtige Ringsegmente in der Anzahl von 320 Segmenten. Der Durchmesser 713 bildet eine Begrenzungslinie für die Ringsegmente des Ringes 716 und für die Ringsegmente des Ringes 717. In Fig. 15, wo die lichtdurchlässigen Bereiche durch Schraffierungen angedeutet worden sind, werden lediglich ein lichtundurchlässiger Sektor des Ringes 716 und des Ringes 717 angegeben.

Ein dritter Ring 721 trägt zueinander parallele Linien, die einem Transmissionsfaktor von sinusförmiger Veränderlichkeit in einer Querrichtung entsprechen, die schematisch durch den Pfeil 722 angezeigt wird, wobei die allgemeine Richtung der Streifen in Fig. 15 schematisch dargestellt ist. Mit dem genannten Ring 721 wirkt eine Photozelle 723 zusammen, die in einem Abstand kleines Rho[tief]4 vom Mittelpunkt 725 angeordnet ist. Dem Ring 721 folgt ein anderer Ring 726, der Linien in einer Anordnung aufweist, die der Anordnung des Ringes 721 entspricht, in dieselbe Richtung weist, jedoch um ein Viertel einer Linienteilung versetzt ist. Mit diesem Ring wirkt ein Detektor 727 zusammen, der in einer

Entfernung kleines Rho[tief]5 vom Mittelpunkt 725 angeordnet ist. Ein Umfangsring 728 weist eine Linienkonfiguration von veränderlicher Transparenz nach der Gesetzmäßigkeit auf, die oben im Zusammenhang mit der Scheibe 611 festgelegt worden ist.

Der Ring 721 hat eine räumliche Wellenlänge großes Lambda[tief]4 für den Verlauf seiner Transparenz, deren Ursprungsphasenlage kleines Phi[tief]4 ist. Er überträgt einen Lichtstrom, der nach der folgenden Gesetzmäßigkeit moduliert ist: (22)

In dieser Beziehung ist:

kleines Rho[tief]4 der Abstand der dem Ring 721 zugeordneten Photodiode 731 vom Mittelpunkt 725 und

kleines Theta[tief]4 der Winkel zwischen der Anfangsrichtung und der durch die Drehachse und die genannte Photodiode gehenden Ebene.

Der Ring 726 weist eine räumliche Wellenlänge großes Lambda[tief]5 für seine Transparenz auf, deren Anfangsphasenlage wie folgt lautet:

Er überträgt einen Lichtstrom, der nach der folgenden Gesetzmäßigkeit moduliert ist: (23)

In dieser Gleichung haben kleines Rho[tief]5 und kleines Theta[tief]5 Bedeutungen wie in der vorgehenden Gleichung.

Man wählt kleines Rho[tief]4, kleines Rho[tief]5, großes Lambda[tief]4, großes Lambda[tief]5, kleines Theta[tief]4 und kleines Theta[tief]5 in der Weise, daß sich ergibt: (24)

und (25)

Die somit von der Photodiode 723 und von der Photodiode 727 in Zusammenwirkung mit den Ringen 721 bzw. 726 gelieferten Signale sind daher dieselben Signale, wie sie von den Scheiben 551 und 554 der in Fig. 9 dargestellten Ausführungsform geliefert werden.

Sie gestatten, daß durch Einseitenbandmodulation mit dem über die Leitungen 574 und 575 zugeführten Bezugssignal durch Mischung beispielsweise das Signal s[tief]1(t) erhalten wird.

Dieses in seiner Phase um den Wert (kleines Phi[tief]0 + großes Psi[tief]01) verschobene Signal wird einer elektrischen Lichtquelle zugeführt, die äquivalent zur Lichtquelle 592 ist. Diese Lichtquelle beleuchtet einen Sektor, dessen Gesetzmäßigkeit für die Transparenz eine Periodizität von großes Lambda' aufweist, die derjenigen der Scheiben 611, 621 und 631 gleich ist. Unter der Annahme, daß:

großes Lambda[tief]1' = großes Lambda[tief]2' = großes Lambda[tief]3'

ist, bildet sich das "optronische" Bild innerhalb eines Kreises 731, der durch die Auslenkung gemäß der Funktion großes Psi des Signals s[tief]1(t) begrenzt ist, und dessen Mittelpunkt auf der Funktion großes Psi[tief]01 liegt, die durch die im Modulator 573 erfolgte Einseitenbandmodulation erhalten wurde.

Um die Signale s[tief]2' und s[tief]3' zu behandeln, geht man in derselben Weise wie bei den Signalen s[tief]1' vor, indem man die Modulationsfunktionen großes Psi[tief]0,2 und großes Psi[tief]0,3 einsetzt, die durch zwei zusätzliche Dioden erhalten werden, die in demselben Abstand von der Drehachse wie die Diode 731 angeordnet, jedoch gegenüber dieser um einen solchen Winkel versetzt sind, daß sich nach der Behandlung mittels des Rings 728 die "optronischen" Bilder in verschiedenen Kreisen, 732 bzw. 733, ausbilden.

Die vorstehend definierten Mittel zur relativen Gewichtung und zur relativen Vergrößerung können für diese Ausführungsform verwendet werden.

Es wird möglich, mit einer einzigen Scheibe die Signale zu behandeln, die von mehreren Antennenanordnungen ausgesendet werden, wobei die Anzahl nur durch das Verhältnis der für die Messung verwendbaren Flächen zur gesamten Korrelationsfläche begrenzt wird, die im gewählten Beispiel die Fläche des äußeren Kreisrings ist.

Das erfindungsgemäße Gerät ist in einer Ausführungsform beschrieben worden, wo es die Rolle eines Energiewandlers von Photonen der Funkstrahlung in Photonen der Lichtstrahlung spielt. Es ist ebenfalls einsetzbar zur Behandlung akustischer Signale, wie sie durch eine Schallquelle ausgesendet werden, die sich auf einer geschlossenen Umrißlinie bewegt. Dann wird das erfindungsgemäße Gerät zum Wandler von Schallenergie in Photonen.

Die vorliegende Erfindung sieht nicht nur die Bestimmung der eigenen Position an Bord eines Flugzeugs in bezug auf einen Flugplatz vor, sowohl durch Bestimmung dieser Koordinaten in Beziehung zu dem genannten Flugplatz, als auch die Sichtdarstellung dieses letzteren in einem geographischen Koordinatensystem, sondern ebenfalls die Bestimmung der Position auf einem Flugplatz bis zu einer Entfernung, die bis zu etwa hundert Kilometern gehen kann, und die Sichtdarstellung dieses Flugzeuges.

So ist also ein Flugplatz mit einem Sender 311 (Fig. 16) ausgestattet, dessen Antenne 312 Hochfrequenzenergie abstrahlt. Ein Flugzeug 313, das in der Umgebung des Flugplatzes fliegt, in einer Entfernung, die bis zu etwa hundert Kilometern gehen kann, und das mit einem Transponder 314 ausgerüstet ist, der auf ein von der Antenne 315 des Flugzeugs aufgefangenes Abfragesignal des Flugplatzes hin hochfrequente Antwortimpulse über eine Antenne 316 aussendet, die am Flugplatz von einer Antenne 317 aufgefangen werden, die zu einem Empfänger 317' gehört. Die Antennen 312 und 317 können ebenso wie die Antennen 315 und 316 gegeneinander ausgetauscht werden.

Das Flugzeug sendet beispielsweise als Antwort Impulse von einer Dauer in der Größenordnung einer Mikrosekunde mit einer Folgefrequenz in der Größenordnung von 1 bis 10 kHz aus, dabei liegt die Trägerfrequenz in der Größenordnung von 1 GHz.

Die Antwort des Flugzeugs wird nach einer festliegenden Verzögerungszeit in bezug auf den Empfangszeitpunkt des Abfrageimpulses abgegeben. Die Trägerfrequenz des von dem Flugzeug ausgesendeten Antwortimpulses ist gegenüber der Trägerfrequenz des vom Boden kommenden Abfragesignals versetzt.

Jedes Flugzeug, das den Flugplatz anfliegt, ist mit einem Transponder ausgestattet, und die Trägerfrequenzen der Antwortimpulse der verschiedenen den Flugplatz anfliegenden Flugzeuge sind einander benachbart.

Der Flugplatz ist ebenfalls mit einer Antennenanordnung 321 (Fig. 17) ausgestattet, die einen Tragarm 322 umfaßt, der in seinem Mittelpunkt 323 drehbar um eine

Drehachse 324 montiert ist. Der Tragarm 322 wird von einer Welle 325 getragen, die durch einen Motor 326 in eine gleichförmige Rotationsbewegung um die Drehachse 324 versetzt wird. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel verläuft die Drehachse 324 senkrecht, und daher verläuft die Rotationsebene des Tragarms 322 waagerecht, aber diese Richtungen können auch anders sein.

Der Flugplatz ist mit einer oder mehreren derartigen Antennenanordnungen ausgestattet.

An einem Ende trägt der Tragarm 322 eine erste Antenne 327 und, an dem entgegengesetzten Ende, eine zweite Antenne 328. Die Antennen 327 und 328 haben vorzugsweise eine Richtwirkung. Sie sind auf dem Tragarm 322 unter Zwischenschaltung von Vorrichtungen angebracht, die ihnen trotz der Rotation des Tragarms 322 gestatten, aus einem vorbestimmten Winkelabschnitt stammende Signale aufzufangen.

Das von einer Antenne, beispielsweise der Antenne 327, von einem Flugzeug her empfangene Signal hat die Form: (31)

In dieser Formel ist:

a eine Amplitude;

t die Zeit;

kleines Omega die Kreisfrequenz der von der Antenne 316 des Flugzeugs abgestrahlten Energie;

r die Länge des von der Strahlungsenergie durchlaufenen Weges von der Antenne 316 bis zum Rotationsmittelpunkt der Antennenanordnung 321;

c Fortpflanzungsgeschwindigkeit der von der Antenne 316 ausgesandten Strahlung;

kleines Phi[tief]1 ein Winkel gegenüber einer Bezugsphasenlage;

großes Psi gegeben durch die Gleichung: (32)

in der letzteren Formel ist:

R der Rotationshalbmesser der Antenne 327;

kleines Lambda die der Frequenz großes Psi entsprechende Wellenlänge;

großes Phi der Erhebungswinkel des Flugzeugs in bezug auf die Rotationsebene des Tragarms der Antennenanordnung;

großes Omega die Winkelgeschwindigkeit der Rotation des Tragarms 322;

großes Theta der Azimutwinkel des Flugzeugs gegenüber einer Bezugsrichtung, die durch den Rotationsmittelpunkt 323 geht, beispielsweise die geographische Nordrichtung.

Für die Antenne 328 ist das empfangene Signal von der Form: (33)

Darin ist:

kleines Phi[tief]2 eine Phase in bezug auf einen Bezugswert.

Die Umkehr der Vorzeichen vor dem Ausdruck großes Psi entspricht der zueinander diametral entgegengesetzten Position der Antennen 327 und 328 auf dem Tragarm 322.

Die von den Antennen 327 bzw. 328 aufgefangenen Signale werden über Leitungen 331 und 332 (Fig. 18) Vorverstärkern 333 und 334 zugeführt, die von dem Tragarm 322 getragen werden. Dieser letztere trägt ebenfalls Überlagerungsoszillatoren 335 und 336 mit den jeweiligen Kreisfrequenzen kleines Omega[tief]1 und kleines Omega[tief]2, und deren Phasenlagen in bezug auf einen Anfangswert kleines Phi[tief]1' bzw. kleines Phi[tief]2' sind. Die von der Mischstufe 337 ausgehenden Signale, dessen Eingänge mit dem Vorverstärker 333 bzw. mit dem Überlagerungsoszillator 335 verbunden sind, durchlaufen ein Bandfilter 339, dessen Mittenfrequenz auf der Differenzfrequenz liegt, und ebenso durchlaufen die von dem Mischer 338 ausgehenden Signale, dessen Eingänge mit dem Vorverstärker 334 bzw. mit dem Überlagerungsoszillator 336 verbunden sind, ein Bandfilter 341, dessen Mittenfrequenz bei der Differenzfrequenz liegt. Die Ausgänge 342 und 343 der Bandfilter 339 und 341 werden gemeinsam auf den Eingang 344 eines Zwischenfrequenzverstärkers 345 geführt. Die verstärkten Signale, die sich aus dem Gemisch der Signale ergeben, die die Elektrolumineszenz-Diode durchquert haben, eine gemeinsam durch den Ausgang 346 des Zwischenfrequenzverstärkers 345 einem Bauelement mit quadratischer Kennlinie, wie beispielsweise einer Diode 347, zugeführt. Diese Diode bildet daraus das Produkt. Die sich ergebenden Signale durchlaufen ein Bandfilter 349 mit der Mittenfrequenz:

kleines Omega[tief]1 - kleines Omega[tief]2 = kleines Omega'

und dessen Bandbreite ausreichend breit ist, um den maximalen Hub oder die Auslenkung der Phasenmodulation zu berücksichtigen, die von der einen oder der anderen der Antennen 327 und 328 stammt sowie das Amplitudenspektrum, das sich aus dem Impulscharakter der empfangenen Signale ergibt.

Wenn man beispielsweise für die Werte kleines Omega[tief]1 und kleines Omega[tief]2 die folgende Größe wählt:

kleines Omega[tief]1 - kleines Omega[tief]2 = 2 MHz,

so liegt die Mittenfrequenz des Bandfilters 349 bei 2 MHz, und seine Bandbreite beträgt 1 MHz.

Der Ausgang 351 des Bandfilters 349 ist mit einem rotierenden Schleifring 352 verbunden, der sich mit der Welle 325 dreht, und mit dem genannten Schleifring wirkt ein Schleifkontakt 353 zusammen, der sich am Ende eines Leiters 354 befindet, der zu dem nicht rotierenden Teil der Anordnung gehört. Das auf dem Leiter 354 vorhandene Signal, das sich aus der Gleichrichtung ergibt, die an dem Bauelement 347 mit quadratischer Kennlinie erfolgt sowie aus der Filterung durch das Bandfilter 349, ist ein Signal s(t) von der Form: (34)

Der Index i entspricht einem Ausbreitungsweg i, um den Fall vorzusehen, wo die vom Flugzeug ausgesendete Strahlungsenergie zur erfindungsgemäßen Antennenanordnung über eine Vielzahl von Ausbreitungswegen gelangt, wobei die Übertragung also über "Vielfach-Ausbreitungswege" erfolgt.

Die Ausgänge 355 und 356 der Überlagerungsoszillatoren 335 und 336 werden außerdem einem Mischer 357 zugeführt, dessen Ausgang 358 einem schmalbandigen Bandfilter 359 zugeleitet wird, das die Mittenfrequenz kleines Omega' aufweist. Das Bandfilter 359 ist über eine Leitung 361 mit einem Schleifring 362 verbunden, der zu der rotierenden Welle 325 gehört, und mit welchem ein Schleifkontakt 363 zusammenwirkt. Das auf der mit dem Schleifkontakt 363 verbundenen Leitung 364 vorhandene Signal r(t) ist von der Form:

r(t) = cos (kleines Omega' t + kleines Phi'). (35)

Die Signale s(t) und r(t) werden miteinander in einem nichtlinearen Bauelement 365, wie beispielsweise einer Diode, multipliziert, dessen Ausgang mit einem Tiefpaßfilter 367 verbunden ist, das davon die Harmonische 2 kleines Omega' unterdrückt. Das Signal am Ausgang 368 des Tiefpaßfilters 367 ist von der Form: (36)

Nachdem das Tiefpaßfilter 367 die Trägerfrequenz 2 kleines Omega' unterdrückt hat, ist das Signal S(t) ein moduliertes, nicht mehr sinusförmiges Signal.

Nach dem Durchgang durch eine Torschaltung 369, die von einem Eingang 371 aus gesteuert wird, führt man das Signal S(t) über einen Leiter 372 zu einem Verstärker 373, der eine der Schaltung 593 analoge Verstärkungsregelungsschaltung 374 umfaßt, aufgrund dessen das am Ausgang des Verstärkers 373 vorhandene Signal einen konstanten mittleren Scheitelwert, um einen gewählten Gleichstromwert herum, aufweist, der im folgenden als eins (1) angesehen wird.

Der am Ausgang des Verstärkers 373 vorhandene verstärkte Strom dient zur Speisung einer Elektrolumineszenz-Diode 378, die eine Lichtstärke abgibt, die der Stärke des Speisestroms proportional ist. Durch die Einwirkung der Verstärkungsregelungsschaltung 374 ist die der Diode 378 zugeführte Spannung niemals negativ, und der Gleichstrompegel ist nicht zu hoch bei dem Effektivwert des Signals.

Die Elektrolumineszenz-Diode 378 ist im Brennpunkt einer Linse 379 angeordnet, die ein Bündel 381 von zueinander parallelen Lichtstrahlen liefert, das auf eine Scheibe 382 gerichtet ist, die drehbar um eine Drehachse 383 angebracht ist. Die Scheibe 382 ist eine Scheibe mit veränderlicher Transparenz in einer Richtung, die schematisch durch einen Pfeil x angedeutet ist und im Gegensatz zu der konstanten Transparenz in der dazu senkrechten Richtung steht, die schematisch durch einen Pfeil y angedeutet wird. So weist diese Scheibe eine Folge von zueinander parallelen Linien auf. Die Scheibe 382 kann aus den Interferenzlinien eines monochromatischen Lichts erhalten werden. Die Gesetzmäßigkeit der Transparenz der Scheibe 382 wird wie folgt geschrieben: (37)

In dieser Formel ist:

kleines Phi[tief]0 eine Phasenlage am Anfang;

kleines Rho und kleines Theta sind die Polarkoordinaten eines gegebenen Punktes der Scheibe;

großes Lambda die räumliche Wellenlänge, die der sinusförmigen Gesetzmäßigkeit der Transparenz entspricht;

großes Omega die Winkelgeschwindigkeit der Scheibe, die gleich der Winkelgeschwindigkeit des Tragarms 322 aufgrund einer mechanischen Verbindung 384 ist, die zwischen der Welle 325 und der die Scheibe 382 tragenden Welle 383 hergestellt wurde.

Wenn I die von der Elektrolumineszenz-Diode 378 gelieferte Lichtstärke, und kleines Chi die von dieser Quelle stammende Lichtmenge, jedoch nach dem Durchtritt durch die Scheibe 382, ist, so erhält man:

kleines Chi = I x T' (38)

Das gilt:

I = 1 + S(t), (39)

so wird also: (40)

Diese Formel gibt die Lichtmenge in einem Punkt des Raumes an, der hinter der Scheibe 382 liegt und die Polarkoordinaten kleines Rho und kleines Theta hat.

Das Licht des durch die Scheibe 382 durchgelassenen Lichtbündels 381 wird durch eine optische Vorrichtung 386 auf eine Detektor/Integrator-Vorrichtung projiziert, wie sie schematisch durch ein Vidikon 387 dargestellt ist. Das Vidikon 387 ist mit einer Einrichtung zur Sichtdarstellung von der Art eines Oszillographen 388 mit einem Bildschirm 389 verbunden.

Das Produkt der beiden Binome der Gleichung (40) ist eine Summe von vier Faktoren, die wie folgt der Reihe nach geschrieben werden:

1) 1 (41)

2) (42)

3) S(t)

4) (44)

Bei der durch den Integrator 387 während eines von (t - T) bis t laufenden Zeitraumes durchgeführten Integration:

1) ergibt die Integration des Faktors "1" den Wert T;

2) führt die Integration des zweiten Faktors zu dem Ergebnis "null", weil es sich um die Integration eines sinusförmigen Signals handelt, dessen Mittelwert null ist;

3) gilt dasselbe für die Integration des vierten Faktors, dem eine Überlagerung von Sinusfunktionen entspricht, deren Mittelwert null ist.

Das Ergebnis der Integration ist also: (45)

Durch Einsetzen von: (46)

kann die Gleichung (45) durch Zerlegung wie folgt geschrieben werden: (47)

Die durch kleines Rho und kleines Theta bestimmte Position desjenigen Punktes der Scheibe 382, für den die Rotation der von dem aus der Elektrolumineszenz-Diode 378 austretenden Licht beleuchteten Scheibe frei oder praktisch frei von zeitabhängiger Modulation ist, ist diejenige Position, für welche kleines Rho und kleines Theta die Lösungen der einen oder der anderen der folgenden Gruppen von Bestimmungsgleichungen sind: (48) (49)

Nur in dem Punkt mit den Polarkoordinaten kleines Rho, kleines Theta, und in dem Punkt mit den Polarkoordinaten kleines Rho, (kleines Theta + kleines Pi) folgt die Änderung der Transparenz der Scheibe der Änderung des Lichtstroms, oder drückt sich die Korrelation aus, während dies für keinen anderen Punkt gilt. Die Scheibe 382 bietet somit eine unendliche Anzahl von Modulationswerten, unter denen das empfangene Signal seine Nachbildung findet.

Für die Lösung, die der Gleichung (48) entspricht, nimmt die Lichtstärke des auf dem Bildschirm 389 sichtbaren Bildes bei einem Integrationszeitraum T einen Wert an, der durch die folgende Gleichung gegeben ist: (50)

Diese Gleichung kann umgeformt werden: (51)

Oder, wenn der Wert des Integrals als W bezeichnet wird, der die Energie des Signals während der Zeit T darstellt, so erhält man: (52)

Für die andere Lösung, die der Gleichung (49) entspricht, ist der entsprechende Wert: (53)

Die Sichtbarmachung wird verwirklicht, wie auch immer die Art des von dem Flugzeug ausgesendeten Signals ist, ob dies ein nicht moduliertes oder ein moduliertes Signal, einschließlich eines Signals mit Impulsen, ist, wobei als einzige Bedingung zu erfüllen ist, daß die Anzahl der während einer Umdrehung des Tragarms 322 der Antennenanordnung vom Flugzeug ausgesendeten Impulse ausreichend ist, damit die Integration richtig erfolgt.

Die Doppeldeutigkeit wird zugunsten der Sichtdarstellung, die dem Signal nach Gleichung (53) entspricht, dadurch aufgehoben, daß man dieses Signal maximal werden läßt, während das andere Signal minimal wird. Dies geschieht, indem man kleines Phi[tief]1, kleines Phi[tief]2 und kleines Phi[tief]0 so wählt, daß eingehalten wird:

cos (kleines Phi[tief]1 - kleines Phi[tief]2 - kleines Phi[tief]0) = 1 (54)

das bedeutet:

kleines Phi[tief]1 - kleines Phi[tief]2 - kleines Phi[tief]0 = 0 (55)

oder

kleines Phi[tief]0 = kleines Phi[tief]1 - kleines Phi[tief]2. (56)

Die Bedingung zur Erzielung des Minimalwertes des zweiten Signals ist:

cos (kleines Phi[tief]1 - kleines Phi[tief]2 + kleines Phi[tief]0) = 0, (57)

das bedeutet:

kleines Phi[tief]1 - kleines Phi[tief]2 + kleines Phi[tief]0 = kleines Pi/2. (58)

Daraus folgt:

2 kleines Phi[tief]0 = kleines Pi/2

oder

kleines Phi[tief]0 = kleines Pi/4 (59)

somit

kleines Phi[tief]1 - kleines Phi[tief]2 = kleines Pi/4. (60)

Die Bedingung (60) ist dadurch erfüllt, indem man "Arme" wählt, die von den Antennen ausgehen, damit ihre elektrischen Längen untereinander um einen Betrag verschieden sind, der den die Antennen durchlaufenden Signalen eine Phasenverschiebung von kleines Pi/4 erteilt.

Die Befestigung der Scheibe 382 auf der Welle 383 ist derart, daß die Richtung der zueinander parallelen Linien senkrecht zur Richtung des rotierenden Tragarms der Antennenanordnung verläuft, wenn dieser in die geographische Nordrichtung weist (Fig. 17).

Die Bedingung (59) wird dadurch erfüllt, indem man auf geeignete Weise die Drehachse 383 in bezug auf die von der Scheibe 382 getragenen Linien verstellt.

Die in dieser Weise abgeglichene erfindungsgemäße Einrichtung kann zweckmäßigerweise mit Antennen 327 und 328 mit Rundstrahlcharakteristik arbeiten. Sie gestattet, auf dem Flugplatz auf dem Bildschirm 389 die Flugzeuge sichtbar werden zu lassen, deren Aussendungen von der Antennenanordnung mit den rotierenden Antennen 327 und 328 empfangen werden.

Die erfindungsgemäße Einrichtung gestattet ebenfalls, eine Auswahl unter diesen Flugzeugen zu treffen.

Die Torschaltung 369 empfängt an ihrem Eingang 371 die Signale, die von einem Taktgeber 401 geliefert werden, der die Impulse steuert, die von dem Sender 311 der Antenne 312 zugeführt werden. Diese Abfrageimpulse sind in Fig. 19a dargestellt.

Die vom Empfänger des Flugplatzes aufgefangenen Antwortimpulse werden, für ein Flugzeug "1", durch dicke Linien dargestellt, und, für ein weiter entferntes Flugzeug "2", als dünne Doppelstriche in Fig. 19b gezeigt. Das Zeitintervall zwischen einem Abfrageimpuls und einer Antwort umfaßt die Zeit für den Hin- und Rücklauf, zu welcher sich eine systematische Verzögerungszeit addiert, die durch die Anlage des Flugzeugs eingefügt wird und für diese Anlage kennzeichnend ist. Wenn durch die Torschaltung 369 das Tor während der Zeiträume geöffnet wird, die schematisch als ausgezogene Rechtecksignale in Fig. 19c dargestellt sind, die symmetrisch zu einem Zeitpunkt kleines Tau liegen, der nach dem Abfrageimpuls folgt, so werden lediglich die Signale verarbeitet, die von dem Flugzeug "1" eintreffen, dabei ist die Folgefrequenz der Torsteuerung gleich der Folgefrequenz der Abfrageimpulse.

Wenn sich die Torschaltung 369, wie gestrichelt gezeigt, nach einer Zeit öffnet, bei der der Torsteuerimpuls symmetrisch zu der Zeit kleines Tau' liegt, werden nur die von dem Flugzeug "2" stammenden Impulse, unter Ausschluß der Impulse vom Flugzeug "1", empfangen.

So kann der Flugplatz das oder die Flugzeuge übernehmen, deren Entfernungen zum Flugplatz zwischen zwei vorbestimmten Werten liegen.

Wenn man die Torschaltung 369 ständig geöffnet läßt, so erhält man auf dem Bildschirm 389 die Sichtdarstellung aller Flugzeuge in der Nachbarschaft des Flugplatzes, bis zu einer Entfernung, die der Reichweite der Sendungen entspricht, schließlich in einem vorbestimmten Winkelsektor.

Die erfindungsgemäße Einrichtung gestattet, für jedes Flugzeug den Azimutwinkel kleines Theta und den Erhebungswinkel großes Phi zu bestimmen. Diese Informationen werden vom Flugplatz dem interessierten Flugzeug übermittelt, beispielsweise über ein unter dem Namen "Data Link" bekanntes Datenübertragungssystem.

Bei einer anderen Ausführungsform werden die von den Antennen 327 und 328 kommenden Signale in einem Mischer 390 (Fig. 20) zueinander addiert. Anschließend werden sie durch einen Verstärker 391 verstärkt. Das am Ausgang des Verstärkers auftretende Signal erfährt eine nichtlineare Operation, beispielsweise in einer Diode 392, was im Fall einer Antennenanordnung mit einer Antenne in der Mitte und einer einzigen rotierenden Antenne ein Signal der Form erscheinen läßt:

a[hoch]2 cos [kleines Phi[tief]1 - kleines Phi[tief]2 + großes Psi] (61)

In dem Fall, wo die Antennenanordnung am Boden zwei rotierende Antennen mit den Halbmessern R[tief]1 und R[tief]2 umfaßt, schließlich mit R[tief]1 = -R[tief]2 wie bei der in Fig. 17 gezeigten Antennenanordnung, ist das auftretende Signal von der Form:

a[hoch]2 cos [kleines Phi[tief]1 - kleines Phi[tief]2 + großes Psi[tief]1 - großes Psi[tief]2] (62)

Im Fall einer Anordnung, die eine feststehende Antenne und zwei bewegliche Antennen umfaßt, die einander diametral gegenüberliegen und unterschiedliche Entfernungen von der Drehachse aufweisen, sind die erhaltenen Signale von der Form:

S[tief]1 = a[hoch]2 cos [kleines Phi[tief]1 - kleines Phi[tief]2 + großes Psi[tief]1]

S[tief]2 = a[hoch]2 cos [kleines Phi[tief]3 - kleines Phi[tief]2 + großes Psi[tief]3]

S[tief]3 = a[hoch]2 cos [kleines Phi[tief]3 - kleines Phi[tief]1 + großes Psi[tief]3 - großes Psi] (63)

In dem Fall, wo die von der feststehenden und der ersten der beiden beweglichen Antennen aufgefangenen Signale zunächst gemäß Signal s[tief]1 gemischt werden, werden die von der feststehenden Antenne und der zweiten beweglichen Antenne aufgefangenen Signale gemäß dem Signal s[tief]2 gemischt, und die Produkte dieser Mischungen werden untereinander gemäß dem Signal s[tief]3 gemischt.

Die vorliegende Erfindung zielt auf eine andere Ausführungsform ab, nach welcher die Abfrageimpulse von jedem der Flugzeuge ausgesendet werden, wobei jedes der Flugzeuge einen Kode besitzt, der für dieses Flugzeug kennzeichnend ist.

Die erfindungsgemäße Anlage des Flugplatzes umfaßt einen Empfänger, und dieser Empfänger dient dazu, eine Antwortaussendung auszulösen, und zwar durch eine Antennenanordnung vom oben beschriebenen Typ. Folglich sendet die Antennenanordnung des Flugplatzes beim Empfang der verschiedenen Abfrageimpulse Impulse aus, und diese Impulse sind durch die Antennenrotation phasenmoduliert. Jedes der Flugzeuge umfaßt eine Torschaltung, die sich nur für den Empfang derjenigen von der rotierenden Antenne ausgesendeten Signale öffnet, die dem flugzeugeigenen Kode entsprechen. Die phasenmodulierten Signale, die von dem Flugzeug empfangen werden und die diejenigen sind, die als Antwort auf seine Abfrage erscheinen, werden durch eine Einrichtung behandelt, die mit der oben beschriebenen identisch ist, das bedeutet, daß sie Vorverstärker, Mischer und eine Modulator/Korrelator-Vorrichtung umfaßt, der ein Integrator folgt. Auf dem Bildschirm des von dem Flugzeug mitgeführten Oszillographen erscheint die Sichtdarstellung der rotierenden Antenne am Boden, von welcher aus die Anlage die Winkelgrößen der Position in bezug auf jene Antenne bestimmen kann. Die Entfernung wird aus der zeitlichen Verschiebung zwischen der Abfrage-Aussendung des Flugzeugs und dem Empfang der phasenmodulierten Antwortsignale erhalten, die den Kode der von dem Flugzeug ausgesendeten Kennung tragen.

Die soeben beschriebene erfindungsgemäße Einrichtung ist als Navigationsanlage zum Überfliegen eines Gebietes verwendbar. Das genannte Gebiet, über welchem die Luftnavigation zu gewährleisten ist, umfaßt, auf gegenseitige Entfernungen voneinander verteilt, die in der Größe von 150 km liegen können, Sender 811, 811', 811" usw. oder Funkfeuer (Fig. 21). Jeder Sender umfaßt eine Antennenanordnung 812, die von zwei Antennen gebildet wird, beispielsweise von Viertelwellenlängenantennen mit Rundstrahlcharakteristik, 813 und 814, die an den Enden eines Tragarms 815 gehalten werden, der drehbar um seinen Mittelpunkt 816, um eine senkrechte Drehachse 817 angebracht ist.

Ein Höchstfrequenzgenerator 818, dessen Leistung in der Größenordnung von 1 W oder etwa 10 W liegt, ist über ein Hohlleiter-Drehgelenk 819 und einen Richtkoppler 821, der die Leistung gleichmäßig auf die Antennen 813 und 814 verteilt, an diese letzteren angeschlossen. Der Tragarm 815 wird durch einen Motor 822 in Rotation versetzt.

Der Betrieb eines jeden der Motoren 822, 822', 822" usw. der Antennenanordnungen 811, 811', 811" steht unter der Abhängigkeit von einer Synchronisiervorrichtung 823, so daß die Tragarme 815, 815', 815" usw. sich gleichförmig mit derselben Geschwindigkeit drehen und zueinander ständig parallel bleiben wie durch die von den Drehpunkten ausgehenden Pfeile schematisch dargestellt ist.

Die Frequenzen der Generatoren 818, 818', 818", die in der Größenordnung von 1 bis etwa 10 GHz liegen, können untereinander gleich oder zueinander benachbart sein.

Die Leistung jedes Senders ändert sich vorzugsweise nach einer vorbestimmten Gesetzmäßigkeit, wobei ein Aussendungsrhythmus jeweils für ein Funkfeuer kennzeichnend ist, wie bei gewissen Leuchtbojen der Seefahrt.

Die Rotationsgeschwindigkeit des Tragarms kann verhältnismäßig niedrig sein, in der Größenordnung einiger Umdrehungen pro Sekunde.

Die Länge des Tragarms kann mehrere Meter betragen.

Das durch eine Antenne 814 oder 813 abgestrahlte Signal ist von der Form:

a cos (kleines Omega t + kleines Phi[tief]1) (64)

Das durch die diametral entgegengesetzte Antenne 814 zugeführte Signal ist von der Form:

a cos (kleines Omega t + kleines Phi[tief]2). (65)

In diesen Ausdrücken ist:

a eine Amplitude;

kleines Omega die Kreisfrequenz, die der Sendefrequenz der Antenne entspricht;

t die Zeit;

kleines Phi[tief]1 eine Phasenlage in bezug auf den Ursprung;

kleines Phi[tief]2 eine weitere Phasenlage.

Das Flugzeug umfaßt einen Empfänger, und das von der Antenne des Flugzeugs A aufgefangene Signal ist, entsprechend der ersten obigen Antenne, von der Form: (66)

Das Signal, das von der Strahlungsenergie herrührt, die die zweite Antenne aussendet, und das von der Antenne des Flugzeugs aufgefangen wird, hat die Form: (67)

In diesen Ausdrücken ist:

a eine Amplitude;

kleines Omega die Kreisfrequenz der den Antennen 813 und 814 zugeführten Energie;

t die Zeit;

r der Abstand des Phasenmittelpunktes der Empfangsantenne des Flugzeugs vom Mittelpunkt 815 der Antennenanordnung 811;

i ein Index, der einem Ausbreitungsweg i unter der Vielzahl der Ausbreitungswege zugewiesen ist, denen die Strahlungsenergie folgen kann, um von der Antennenanordnung zu dem Flugzeug zu gelangen;

c die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Strahlung;

großes Psi[tief]i ist gegeben durch die folgende Formel: (68)

In dieser letzteren Formel ist:

R der Rotationshalbmesser der Antennen;

kleines Lambda die der Kreisfrequenz kleines Omega entsprechende Wellenlänge;

großes Phi[tief]i der Erhebungswinkel des Flugzeugs, vom Rotationsmittelpunkt 815 aus gesehen; kleines Theta[tief]i der Azimutwinkel, d.h. der Winkel zwischen der senkrechten, durch das Flugzeug und den Rotationsmittelpunkt 815 gehenden Ebene und der geographischen Nordrichtung;

großes Omega die Drehgeschwindigkeit des Tragarms 815.

Der Empfänger an Bord des Flugzeugs hat eine ausreichend große Empfangsbandbreite, um die Signale zu empfangen, die von mehreren Antennenanordnungen ausgesendet werden, die in dem Gebiet verteilt sind, und deren Trägerfrequenzen einander gleich oder benachbart sind.

Die von der Antenne 834 (Fig. 22) des Empfängers an Bord des Flugzeugs empfangenen Signale sind von der Form: (69)

die von der Antenne 811' stammenden Signale sind von der Form: (70)

die von der Antenne 811' stammenden Signale sind von der Form: (71)

Diese Signale werden zusammen dem Eingang 833 eines Mischers 832 zugeführt, der andererseits Schwingungen empfängt, die mit einer Kreisfrequenz kleines Omega' von dem Überlagerungsoszillator 835 geliefert werden. Dem Mischer 832 folgt ein Zwischenfrequenzverstärker 836. Diesem folgt eine Detektorschaltung 831, der wiederum ein Tiefpaßfilter 837 folgt. Am Ausgang 838 des genannten Filters ist ein Niederfrequenzsignal S(t) der folgenden Form vorhanden: (72)

Jede Antennenanordnung umfaßt zwei diametral einander gegenüberliegende Antennen, man hat:

R[tief]1 = R[tief]2,

damit ist:

großes Psi[tief]1 = - großes Psi[tief]2 = großes Psi.

Ebenso erhält man, wegen R'[tief]1 = R'[tief]2:

großes Psi'[tief]1 = - großes Psi'[tief]2 = großes Psi.

Die Wellenlängen der Richtkoppler 821, 821', 821" werden gewählt; damit gilt:

kleines Phi[tief]1 - kleines Phi[tief]2 = kleines Phi'[tief]1 - kleines Phi'[tief]2 = kleines Phi"[tief]1 - kleines Phi"[tief]2 = = kleines Phi.

So erhält man: (73)

Indem man für die Generatoren 818, 818' und 818" usw. Frequenzen wählt, die ausreichend eng beieinanderliegen, ist das aus dem Mischer 832 austretende Signal, wobei dieser Mischer mit seinem Eingang 833 mit der Antenne 834 des Flugzeugs und andererseits mit dem Überlagerungsoszillator 835 verbunden ist, in einem Frequenzintervall enthalten, das ausreichend schmal ist, um durch ein Bandfilter ausgesiebt zu werden, dessen Durchlaßbandbreite bei einigen Kilohertz, beispielsweise 5 kHz, liegt.

Eine einwandfreie Arbeitsweise ist bei einer Frequenzgenauigkeit der Generatoren in der Größenordnung von 10[hoch]-7 gewährleistet.

Das Signal S(t) dient zur elektrischen Speisung einer Elektrolumineszenz-Diode 841. Das von dieser letzteren gelieferte Lichtbündel durchquert eine Scheibe 842, deren Gesetzmäßigkeit für die Transparenz in einer Richtung 843 der folgenden Formel gehorcht: (74)

Die Lichtübertragung durch die Scheibe 842 ist gleichförmig in einer Richtung 844, die senkrecht zu der Richtung 843 verläuft. Eine derartige Scheibe wird durch die photographische Reproduktion von Interferenzlinien erhalten, die durch ein monochromatisches Licht erzeugt werden. Die Scheibe 842 ist auf einer Welle 845 befestigt, die von einem Motor 846 mit derselben Geschwindigkeit großes Omega wie die Antennen der Antennenanordnungen 811 angetrieben wird.

In der obigen Formel ist:

kleines Phi[tief]0 eine Phasenlage in bezug auf den Ursprung;

großes Lambda die räumliche Wellenlänge der Interferenzlinien;

kleines Rho[tief]0, großes Theta[tief]0 die Polarkoordinaten eines Punktes der Scheibe.

Durch Abgleich am Boden wählt man:

kleines Phi[tief]1 - kleines Phi[tief]2 = kleines Pi/4.

Durch Einstellung des Schnittpunktes der Drehachse 845 mit den von der Scheibe 842 getragenen Linien erhält man

kleines Phi[tief]0 = kleines Pi/4.

Das auf doppelte Weise modulierte Lichtbündel, das die Scheibe 842 durchquert hat, fällt auf den Schirm 851 eines Vidikons, das die Rolle des Integrators spielt. Auf dem Schirm erscheinen helle Punkte, die von konzentrischen Kreisen umgeben sind, diese sind die Abbilder der Sendestationen 811, 811', 811", die der Flugzeugbesatzung gestatten, die Position ihres Flugzeugs zu bestimmen.

Die Scheibe 842 führt die Korrelation zwischen den Phasenmodulationen der Signale S(t), die durch die Lichtstärke der Elektrolumineszenz-Diode 841 umgesetzt worden sind, und den Modulationen aus, die die Gesetzmäßigkeit der Transparenz der genannten Scheibe hervorgerufen hat.

Durch Integration bleiben nur die Modulationen übrig, die reellen Ausbreitungswegen zwischen den Funkfeuern und dem Flugzeug entsprechen, wobei die Ausbreitungswege entweder direkte sind, oder aus einer Reflexion an einem Hindernis resultieren. Die Modulationsanteile, die unterschiedlichen Ausbreitungswegen entsprechen, werden unterdrückt.

Die Abbildung auf dem Schirm des Vidikons ist von der Form, wie sie in Fig. 23 schematisch dargestellt ist. Sie liefert alle zur Wegbestimmung nötigen Größen, dabei gibt sie insbesondere die Azimutwinkel, unter denen die verschiedenen Funkfeuer gesehen werden.

Die Amplitudenmodulation der Funkfeuer gestattet, die Abbildungen auf dem Sichtschirm zu identifizieren.

Es ist möglich, von den genannten Abbildungen ausgehend, durch geometrische Konstruktionen die Position des Flugzeugs auf dem Bildschirm zu orten. Da die geographischen Standorte der Funkfeuer bekannt sind, ergibt sich daraus die Bestimmung der geographischen Nordrichtung.

Es ist nun möglich, den Antriebsmotor der Scheibe 842 beispielsweise mittels eines einstellbaren Phasenschiebers zu steuern, damit die Richtung des Ursprungs auf dem Bildschirm des Oszillographen, der mit dem Vidikon verbunden ist, mit der geographischen Nordrichtung zusammenfällt. Unter dieser Bedingung ist die Drehbewegung der Scheibe 842 nicht nur gleichlaufend mit der Drehbewegung der Tragarme der Antennen, sondern lagensynchron mit dieser letzteren.

Die vorliegende Erfindung verbindet sich in vorteilhafter Weise mit einem System zur Landehilfe, das, auf den Flugplätzen Antennenanordnungen mit Antennen umfaßt, die von rotierenden Tragarmen getragen werden und Höchstfrequenzenergie ausstrahlen, die sich durch einen Niederfrequenzwert von der Höchstfrequenz unterscheiden, die von einer anderen Antenne ausgesendet wird, und die von einer oder mehreren Niederfrequenz-Bezugsfrequenzen ausgehend erhalten werden, die gleichzeitig die Drehbewegung der rotierenden Tragarme steuern. Die Wiederherstellung der Bezugsfrequenzen an Bord des Flugzeugs geschieht unmittelbar und von der Welle des Motors aus, die die Modulatorscheibe antreibt, und deren Drehbewegung synchron zu den Tragarmen der Antennen des Flugplatzes ist. Die zur Erleichterung der Landung bestimmten Antennenanordnungen der Flugplätze drehen sich mit derselben Geschwindigkeit wie die für die Navigation verwendeten Antennenanordnungen, oder mit einer Geschwindigkeit, die davon ein ganzzahliges Vielfaches ist.

Fig. 24 bezieht sich auf die Anlage eines Flugplatzes oder Flughafens, der zwei Landebahnen, 411 und 412, umfaßt. In dem Schnittpunkt 413 der Achsen 414 und 415 der beiden Landebahnen ist eine erste Antennenanordnung 416 aufgestellt. Die Antennenanordnung 416 weist in ihrem Mittelpunkt 413 eine senkrecht verlaufende feststehende Antenne 417 (Fig. 25) und eine Antenne 418 auf, die in eine gleichförmige kreisförmige Bewegung versetzt wird, wie es schematisch durch den Kreisumfang 419 um den Mittelpunkt 413 angedeutet ist.

Die Strahlungsquelle kann durch einen Vertikaldipol gebildet werden, dessen Strahlungsdiagramm in der Horizontalebene eine Rundstrahlcharakteristik aufweist.

Anstatt eines Viertelwellendipols kann die Antenne aus einer Vertikalgruppe von drei oder vier senkrechten Halbwellendipolen gebildet werden, die gleichphasig erregt werden, was eine gewisse Richtwirkung in der Vertikalebene gewährleistet.

Die Antenne 418 kann linear oder mehr oder weniger punktförmig sein, wie bei 421 angedeutet. Ebenso kann die Antenne 417 linear oder mehr oder weniger punktförmig sein, wie bei 422 angedeutet. Im Fall einer punktförmigen Strahlungsquelle 421 ordnet man eine Vielzahl von derartigen Strahlungsquellen 421 auf dem Kreisumfang 419 an, und eine elektronische Umschaltung setzt sie nacheinander in Betrieb. Eine derartige Antennenanordnung kann also bodengleich ausgeführt werden und bildet somit kein Hindernis für anrollende Flugzeuge auf Start- und Landebahn.

Sowohl die feststehende als auch die bewegliche Strahlungsquelle können praktisch eine Rundstrahlcharakteristik aufweisen. Sie können ebenfalls mit einer gewissen Richtwirkung strahlen, beispielsweise im Fall der in Fig. 24 gezeigten Anordnung, unter einem Winkel, der schematisch durch die Geraden 423 und 424 angedeutet wird.

Bei den verschiedenen Ausführungsformen bewirkt die Bewegung der Strahlungsquelle in zwei Richtungen in ihrer Ebene eine periodische Änderung von zwei Winkelwerten zur Ortsbestimmung für ein äußeres Objekt, wie den Azimutwinkel und den Erhebungswinkel in einem Koordinatensystem, dessen Mittelpunkt der Rotationsmittelpunkt der Antenne ist.

Für einen Empfänger der Strahlung, die von der Antennenanordnung ausgesendet wird, wie beispielsweise einen Empfänger des Flugzeugs, kann der Doppler-Effekt, der aus der Rotation der Quelle der Strahlungsenergie resultiert, somit Informationen liefern, die sich auf diese zwei Winkelwerte beziehen.

Am Ende 425 der Landebahn 411 ist eine andere Antennenanordnung 426 vorgesehen, die der Antennenanordnung 416 entspricht, aber die Erstreckungsebene des Kreisumfangs 419[tief]1 verläuft vertikal, anstatt horizontal zu verlaufen. Eine weitere Antennenanordnung 427, deren Kreisumfang 419[tief]2 ebenfalls in einer vertikalen Erstreckungsebene liegt, ist am Ende 428 der anderen Landebahn 412 vorgesehen.

Für ein Flugzeug, das die von der Antennenanordnung 416 ausgesendete Strahlung empfängt, drückt sich die Drehbewegung der Strahlungsquelle 421 entlang des Kreisumfanges 419 durch eine Änderung im Azimutwinkel und im Erhebungswinkel bei den räumlichen Beziehungen aus. Bei der Antenne 416 mit dem in der horizontalen Ebene liegenden Kreisumfang 419 sind vor allem die Azimutänderungen festzustellen. Bei den Antennenanordnungen 426 und 427 sind es die Änderungen des Erhebungswinkels, die besonders feststellbar sind.

Bei der schematisch in Fig. 26 und 27 dargestellten erfindungsgemäßen Anlage ist der Flugplatz mit einer einzigen Antennenanordnung 431 ausgerüstet, bei welcher die Erstreckungsebene des Kreisumfangs 419 um 45° gegenüber der vertikalen Längsmittelebene der Landebahn geneigt ist. Im Verlauf der Rotation der Antenne ändern sich die Beziehungen für den Azimut- und den Erhebungswinkel zum Flugzeug nach einander entsprechenden Größenordnungen.

Eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Flugplatzanlage umfaßt eine erste Antennenanordnung 416' (Fig. 28), die eine feststehende mittige Antenne 417' und eine Antenne 418' aufweist, die sich auf der Mantelfläche eines Zylinders bewegt, dessen Achse mit der Antenne 417' zusammenfällt sowie eine zweite entsprechende Antennenanordnung 416", wobei die beiden Antennenanordnungen jeweils einer von zwei Landebahnen zugeordnet sind. Die Antennen 417', 417" und 418', 418" sind durch Tragarme 432', 432" verbunden. Jeder Tragarm 432', 432" ist jeweils mit der Welle 433', 433" eines entsprechenden Elektromotors 434', 434" verbunden, der andererseits übe eine Welle 435', 435" einen Generator 436', 436" für periodische Schwingungen antreibt, die über jeweils eine Leitung 437', 437" einer Phasenvergleichsschaltung 438', 438", zugeführt werden. An seinem anderen Eingang 439', 439" empfängt die genannte Phasenvergleichsschaltung eine Frequenz, die von einem Generator 441 für periodische Modulationsschwingungen geliefert wird, dessen Ausgänge 442 und 442' sich auf die Eingänge 439' und 439" aufteilen sowie auf die Leitungen 443' und 443", die durch Schleifkontakte 444' und 444" abgeschlossen sind.

Durch diese Anordnung können sich die Tragarme 432' und 432", und folglich die beweglichen Antennen 418' und 418", mit genau zueinander synchronen Bewegungen drehen, d.h. sie bleiben ständig zueinander parallel, und sie drehen sich mit einer gleichförmigen Winkelgeschwindigkeit, deren Wert gleich der Kreisfrequenz der Schwingungen ist, die von dem Generator 441 geliefert werden.

Die durch die Schleifkontakte 444' und 444" zugeführten Schwingungen werden in einen Modulator 445' bzw. 445" hineingeleitet, wo sie eine Trägerfrequenz in der Amplitude modulieren, die von einem Höchstfrequenzgenerator 446', 446" abgegeben wird. Es sind Schaltmittel vorgesehen, damit die Trägerwellen, die Höchstfrequenzen von unterschiedlichem Wert aufweisen können, dieselbe Phasenlage erhalten.

Für einen Empfänger, der die Signale aufnimmt, die von einer angetriebenen und nach obiger Beschreibung gespeisten Antennenanordnung ausgesendet werden, ergibt sich die Phasenmodulation der empfangenen Signale einzig und allein aus den Doppler-Effekten, die einerseits durch die Drehbewegung der beweglichen Antenne und andererseits durch die Bewegung des Empfängers bedingt sind.

Ein zweiter Ausgang 447 des Generators 441 wird dem Modulationseingang eines Modulators 448 zugeführt und moduliert eine Trägerwelle, die von einem Höchstfrequenzgenerator 449 geliefert wird. Die modulierte Höchstfrequenz wird durch eine Antenne 450 oder Bezugsantenne ausgestrahlt.

Die von der Antenne 450 ausgestrahlte Energie weist also eine Modulation auf, deren Phasenbeziehung zu den von den Antennenanordnungen 416' und 416" ausgesendeten Signalen lediglich durch die Doppler-Effekte verändert werden kann.

In der in Fig. 29 dargestellten Ausführungsform umfaßt die Antennenanordnung einen Tragarm 451, der sich um seinen Mittelpunkt 452 in einer Ebene 453 dreht. In seinem Mittelpunkt 432 trägt der Tragarm eine erste, nicht rotierende Antenne 454, und an seinen Enden 455 und 456, die gleich weit von dem Mittelpunkt 452 entfernt sind, weitere Antennen 457 bzw. 458.

Die durch die Bewegungen des Tragarms 451 hervorgerufenen Phasenmodulationen sind also invers für die Antennen 457 und 458.

Die von den Antennen 457 und 458 ausgesendeten Trägerfrequenzen sind voneinander verschieden, jedoch verhältnismäßig benachbart, und ebenfalls der Trägerfrequenz benachbart, die durch die Antenne 454 ausgesendet wird, um leichten Empfang zu ermöglichen bei gleichzeitiger Unterscheidung der Signale, die den verschiedenen Antennen entsprechen.

Bei einer in Fig. 30 gezeigten Ausführungsform umfaßt die Antennenanordnung lediglich zwei Antennen 457 und 458, die an den Enden des Tragarms 451 befestigt sind. Bei dieser Anordnung fehlt die mittige Antenne.

Bei der in Fig. 31 gezeigten Ausführungsform umfaßt die Antennenanordnung einen Tragarm 461, der drehbar um einen seiner Punkte 462 angeordnet ist, der zwei Teilarme 463 und 464 von unterschiedlicher Länge festlegt, an deren Enden 465 und 466 Antennen 467 bzw. 468 befestigt sind, von denen eine einen Kreisumfang 469 mit größerem Durchmesser beschreibt als der von der anderen Antenne beschriebene Kreisumfang 470.

Es wird nunmehr auf Fig. 32 Bezug genommen. Bei dieser Ausführungsform wird die bewegliche Antenne 481 durch eine Quelle gebildet, die eine horizontal polarisierte Strahlung aussendet, dabei gleichzeitig eine Rundstrahlcharakteristik in der Horizontalebene aufweist. Die Antenne, die von flacher Form ist, wird von einer Riemenscheibe 482 getragen, die um ihren Mittelpunkt 483 drehbar auf einem Tragarm 484 angebracht ist, der sich mit einer gleichförmigen Bewegung um die Drehachse 485 dreht. Auf derselben Drehachse ist eine feststehende Riemenscheibe 486 angebracht, über die ein Riemen 487 läuft, der andererseits über die Riemenscheibe 482 läuft, die drehbar um ihre Drehachse 483 angebracht ist. Durch diese Anordnung bewegt die Antenne 481 sich parallel zu sich selbst und führt eine kreisförmige Translationsbewegung aus, die durch den Kreisumfang 488 schematisch angedeutet ist, den die Mittellinie der Antenne durchläuft. So vermeidet man eine starke Änderung der Phase der von der Antenne ausgesendeten Strahlung, wie es für eine Antenne der Fall wäre, die starr mit dem rotierenden Arm verbunden ist, der sie trägt.

Eine derartige Anordnung kann im Fall einer Strahlungsquelle mit Richtwirkung vorteilhaft sein: Obwohl ihr Phasenmittelpunkt eine geschlossene Kurve beschreibt, so leuchtet die Antenne stets denselben Teil des Raumes aus.

Die Anordnung ist sowohl für eine in einer horizontalen Ebene rotierende Antennenanordnung als auch bei einer vertikalen oder schrägen Rotationsebene anwendbar.

Die verschiedenen oben beschriebenen Antennenanordnungen können für die Aussendung oder den Empfang verwendet werden oder nacheinanderfolgend für die Aussendung und den Empfang.

Sie können zu einer fest eingebauten Anlage wie einer Flugplatzanlage gehören oder zu einer ortsveränderlichen Anlage.

Claims

1. Verfahren zur Bestimmung der Lage eines ersten Sende- und/oder Empfangsgerätes in bezug auf ein zweites Sende- und/oder Empfangsgerät vermittels Funkübertragung von einer Antennenanordnung des ersten Sende- und/oder Empfangsgerätes zu einer Antennenanordnung des zweiten Sende- und/oder Empfangsgerätes, wobei eine der Antennenanordnungen in eine gleichförmige Drehbewegung versetzt wird, und im zweiten Sende- und/oder Empfangsgerät aus den von diesem empfangenen Signalen ein periodisches Signal erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß wegen der Abhängigkeit des genannten periodischen Signals (s[tief]1, s[tief]2, s[tief]3) von zwei räumlichen Koordinaten (großes Phi, kleines Theta) als Funktion der relativen Lage des ersten Sende- und/oder Empfangsgerätes in bezug auf das zweite Sende- und/oder Empfangsgerät eine Korrelation zwischen dem genannten periodischen Signal (s[tief]1, s[tief]2, s[tief]3) und im zweiten Sende- und/oder Empfangsgerät erzeugten Signalen (T(x, y)) durchgeführt wird, wobei die genannte Korrelation in an sich bekannter Weise einen modulierten Lichtfluß zum Einsatz bringt, der eine rotierende Scheibe (611, 621, 631) mit periodisch variablem Transmissionsfaktor beleuchtet, und eine Integration zur Gewinnung des Ergebnisses der Korrelation in Einsatz bringt, daß das den Lichtfluß modulierende Signal das genannte periodische Signal ist, daß der Transmissionsfaktor der rotierenden Scheibe (611, 621, 631) in Richtung eines Durchmessers veränderlich und in der zu diesem Durchmesser senkrechten Richtung konstant ist, und daß die Rotationsbewegung der Scheibe (611, 621, 631) mit der Rotation der Antennenvorrichtung (21, 22; 418, 457, 458; 467, 468; 481) verknüpft ist, und die Stärke des Lichtflusses somit hinter der Scheibe (611, 621, 631) in einem Punkt ihren Höchstwert aufweist, der die relative Lage des ersten Sende- und/oder Empfangsgeräts und des zweiten Sende- und/oder Empfangsgerätes zueinander darstellt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Punkt auf dem Bildschirm eines Vidikons sichtbar gemacht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Integration des Lichtflusses von einstellbarer Dauer (T) ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung der Scheibe (611, 621, 631) synchron zur gleichförmigen Drehbewegung der Antennenanordnung (21, 22; 418, 457, 458; 467, 468; 481) ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, wobei die Antennenanordnung des ersten Sende- und Empfangsgeräts in die gleichförmige Drehbewegung versetzt wird, und Synchronisationsinformationen vom ersten zum zweiten Sende- und Empfangsgerät übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, daß man die Rotation von zumindest zwei Strahlungsquellen (21, 22; 457, 458; 467, 468) beim ersten Sende- und Empfangsgerät zum Einsatz bringt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Strahlungsquellen (21, 22; 457, 458; 467, 468) Hochfrequenzsignale (F[tief]0; F[tief]0 + f[tief]5; F[tief]0 - f[tief]3) aussenden und eine gemeinsame Rotationsachse jeweils aufweisen.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die von den genannten Strahlungsquellen (21, 22; 457, 458; 467, 468) ausgesendeten Hochfrequenzsignale (F[tief]0; F[tief]0 + f[tief]5; F[tief]0 - f[tief]3) aus der Modulation eines Hochfrequenzträgers (F[tief]0) mit Schwingungen einer niedrigen Frequenz (f[tief]3, f[tief]5) ergeben, die von der Winkelgeschwindigkeit der genannten Strahlungsquellen (21, 22; 457, 458; 467, 468) abhängt.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderliche Transparenz der Scheibe (611, 621, 631) durch fotografische Reproduktion von Interferenzmustern erhalten wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse der Scheibe in bezug auf den geometrischen Mittelpunkt dieser letzteren exzentrisch angeordnet ist.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, wobei das erste Sende- und/oder Empfangsgerät am Boden lokalisiert, und das zweite Sende- und/oder Empfangsgerät in einem Flugzeug angeordnet ist, und die Antennenanordnung des ersten Sende- und/oder Empfangsgerätes der genannten gleichförmigen Drehbewegung unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Sende- und/oder Empfangsgerät zu einer Vielzahl von Funkfeuern (811, 811', 811") gehört, die im wesentlichen miteinander identisch sind und in einem begrenzten Frequenzbereich senden, daß die den von den genannten Funkfeuern (811, 811', 811") ausgesendeten Wellen zugeordneten Lichtflüsse, die, sich aus der Korrelation an Bord in dem zweiten Sende- und/oder Empfangsgerät ergebend, in diesem letzteren sichtbar gemacht werden, derart, daß die genannten Funkfeuer (811, 811', 811") lokalisiert werden.

11. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antennenanordnung (327, 328) des zweiten Sende- und Empfangsgerätes der genannten gleichförmigen Drehbewegung unterzogen wird, daß Abfrageimpulse vom genannten zweiten Sende- und Empfangsgerät zum genannten ersten Sende- und Empfangsgerät hin ausgesendet werden, und daß die als Antwort von dem genannten ersten Sende- und Empfangsgerät zum genannten zweiten Sende- und Empfangsgerät hin ausgesendeten Impulse in diesem letzteren zur Modulation des genannten Lichtflusses eingesetzt werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Sende- und Empfangsgerät in einem Flugzeug angeordnet ist, und das zweite Sende- und Empfangsgerät sich in der Nähe eines Flugplatzes befindet.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß vom Flugplatz her Informationen übertragen werden, die die relative Lage des das erste Sende- und Empfangsgerät tragenden Flugzeugs in bezug auf den Flugplatz kennzeichnen.

14. Einrichtung zur Bestimmung der Lage eines ersten Sende- und/oder Empfangsgerätes in bezug auf ein zweites Sende- und/oder Empfangsgerät, mit einer Funkwellen aussendenden Antennenanordnung beim ersten Sende- und/oder Empfangsgerät, sowie mit einer Funkwellen empfangenden Antennenanordnung beim zweiten Sende- und/oder Empfangsgerät, und mit Mitteln, um eine der Antennenanordnungen in eine gleichförmige Drehbewegung zu versetzen, und Mitteln zur Demodulation die der genannten empfangenen Antennenanordnung nachgeschaltet sind und derart auf die empfangenen Signale einwirken, daß ein periodisches Signal erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte periodische Signal (s[tief]1, s[tief]2, s[tief]3) eine Funktion von zwei räumlichen Koordinaten (großes Phi, kleines Theta) ist, die von der relativen Lage der beiden Sende- und/oder Empfangsgeräte abhängen, daß die genannte Einrichtung beim zweiten Sende- und/oder Empfangsgerät, und den genannten Mitteln zur Demodulation nachgeschaltet, Mittel zur Korrelation umfaßt, die in an sich bekannter Weise elektro-optische Vorrichtungen (592, 622, 632; 378) einschließen, die einen modulierten Lichtfluß zu erzeugen vermögen, der auf eine rotierende Scheibe (611, 621, 631; 711; 382) mit periodisch variablem Transmissionsfaktor gerichtet ist, wobei die Scheibe einer Integrationsvorrichtung (617) und Mitteln zur Sichtdarstellung vorgeschaltet ist, und daß der Transmissionsfaktor der Scheibe (611, 621, 631; 711; 382) in Richtung eines Durchmessers variabel und in zu diesem Durchmesser senkrechter Richtung konstant ist.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Sichtdarstellung eine Vidikon-Kamera und eine Kathodenstrahl-Oszillografenröhre umfassen.

16. Einrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Integrationsvorrichtung (617) von einstellbarer Integrationsdauer (T) ist.

17. Einrichtung nach Anspruch 14 bis 16, bei welcher die aussendende Antennenanordnung in eine Drehbewegung um ihre Achse versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Synchronisation (525, 536-539, 541, 544) zwischen der Scheibe (611, 621, 631; 711) und der aussendenden Antennenanordnung (21, 22) vorgesehen sind.

18. Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die aussendende Antennenanordnung zu einer Vielzahl gleichlaufend in Drehung versetzter Antennenanordnungen gehört, die, von einem gemeinsamen Hochfrequenzträger ausgehend, verschiedene diskrete Frequenzen aussenden durch die Einwirkung modulierender niedriger Frequenzen, deren Wert mit der Winkelgeschwindigkeit der genannten Vielzahl von Antennenanordnungen verknüpft ist, daß die genannten Mittel zur Synchronisation einen Koinzidenzdetektor (537, 538, 539) umfassen, der in dem zweiten Sende- und Empfangsgerät angeordnet und mit den genannten Mitteln zur Demodulation derart verbunden ist, daß eine vorbestimmte Phasenbeziehung der genannten modulierenden, niedrigen Frequenzen gewonnen wird.

19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Mittel zur Synchronisation einen mit der Drehantriebsvorrichtung (M, 520) der Scheibe (611, 621, 631) verbundenen Impulsgenerator (541) und eine Steuervorrichtung (544) umfaßt, die mit dem genannten Koinzidenzdetektor (537, 538, 539) und dem genannten Impulsgenerator (541) derart verbunden ist, daß die genannte Antriebsvorrichtung (M, 520) zur Aufrechterhaltung einer Koinzidenzbeziehung zwischen den Impulsen der Rückführungsschleife und derjenigen Zeitpunkten, wo die genannte, vorbestimmte Phasenbeziehung auftritt, gesteuert wird.

20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Impulsgenerator eine Scheibe (525) mit einer Vielzahl ringförmiger, konzentrischer Zonen (526, 527, 528) umfaßt, die abwechselnd in lichtdurchlässige und lichtundurchlässige Sektoren (533[tief]1, 533[tief]2) unterteilt sind.

21. Einrichtung nach Anspruch 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Scheibe (611, 621, 631; 711) zur Korrelation eine Vielzahl abwechselnd lichtdurchlässiger und lichtundurchlässiger Streifen umfaßt, die parallel zu einem Durchmesser der Scheibe (611, 621, 631; 711) verlaufen.

22. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Streifen eine sinusförmige Gesetzmäßigkeit für die Lichtdurchlässigkeit in einer zu dem genannten Durchmesser senkrechten Richtung festlegen.

23. Einrichtung nach Anspruch 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Mittel zur Demodulation ein Scheibenpaar (551, 554) zur Demodulation umfassen, das sich synchron mit der Scheibe (611, 621, 631; 711) zur Korrelation dreht, und daß das Scheibenpaar (551, 554) für die Demodulation parallele, lichtundurchlässige Streifen umfaßt, die sich mit lichtdurchlässigen Streifen abwechseln, daß die Scheiben (551, 554) zur Demodulation übereinstimmen, jedoch gegeneinander und in bezug auf die Drehachse (520) versetzt angeordnet sind, daß photo-elektrische Vorrichtungen (553, 556) hinter den genannten Scheiben (551, 554) für die Korrelation, zur Erzeugung eines Signalpaares zur Synchronisation angeordnet sind.

24. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte, sich drehende Antennenanordnung zumindest zwei sich gleichzeitig drehende und einander diametral gegenüberliegende Antennen (21, 22; 457, 458; 467, 468) umfaßt.

25. Einrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Antennen (467, 468) verschiedene Abstände von der Drehachse (462) aufweisen.

26. Einrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten, sich gleichzeitig drehenden Antennen (21, 22; 457, 458; 467, 468) Signale verschiedener Frequenz (F[tief]0; F[tief]0 + f[tief]5; F[tief]0 - f[tief]3) aussenden, die von einem gemeinsamen Hochfrequenzträgersignal (F[tief]0) stammen, erzeugt durch modulierende niedrige Frequenzen (f[tief]3, f[tief]5), die eine Funktion der Winkelgeschwindigkeit der genannten Antennen (21, 22; 457, 458; 467, 468) sind.

27. Einrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte, sich drehende Antennenanordnung (21, 22; 457, 458) eine in der Drehachse (71; 452) angeordnete Antenne (17; 454) umfaßt, die das genannte Hochfrequenzträgersignal (F[tief]0) aussendet.

28. Einrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die sich gleichzeitig drehenden Antennen Signale von gleicher Amplitude, aber zueinander in Quadratur, aussenden.

29. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse der sich drehenden Antennenanordnung gegenüber der Waagerechten in einer solchen Richtung geneigt ist, die das genannte periodische Signal (s[tief]1, s[tief]2, s[tief]3) sowohl vom Azimut als auch von der Elevation abhängig werden läßt.

30. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel (482, 483-487) umfaßt, derart, daß bei der sich drehenden Antennenanordnung (481) eine von der Drehachse abgesetzte Antenne im Verlauf der Drehung parallel zu sich selbst bleibt.

31. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich das erste Sende- und Empfangsgerät am Boden befindet, und das zweite Sende- und Empfangsgerät in einem Flugzeug angeordnet ist.

32. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich die empfangende Antennenanordnung (327, 328) am Boden befindet und in Drehung versetzt wird, und daß sich die sendende Antennenanordnung (315, 316) in einem Flugzeug befindet.

33. Einrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß eine mechanische Verbindung zur Synchronisation zwischen der empfangenden Antennenanordnung (327, 328) und der Scheibe (383) vorgesehen ist.

34. Einrichtung nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, daß das Sende- und Empfangsgerät am Boden einen Taktgeber (401) zur Aussendung von Abfrageimpulsen einschließt, die einen an Bord eines mit dem genannten Sende- und Empfangsgerät ausgestatteten Flugzeugs befindlichen Impulsgenerator wirksam werden lassen, daß das Sende- und Empfangsgerät am Boden außerdem eine Gatterschaltung umfaßt, die von dem genannten Taktgeber (401) gesteuert wird zur Aufschaltung des Ausgangs der genannten empfangenden Antennenanordnung auf die genannten Mittel zur Demodulation, und zwar nur während eines begrenzten, jedem der Abfrageimpulse folgenden Zeitintervalls (kleines Tau).

35. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein zwischen der genannten Scheibe (382) und der genannten Vidikon-Kamera (387) angeordnetes Gitter umfaßt.

36. Einrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine mit einer Kathodenstrahl-Oszillografenröhre (389) verbundene Steuerschaltung zur Unterdrückung einer Gleichstromkomponente im Lichtfluß bei der Sichtbarmachung dieses Lichtflusses einschließt.