DE2828648C2 - Bordgeschwindigkeitssensor für Luftfahrzeuge - Google Patents

Description

Vh = Kxx ■ (f_xi + f_x2) = K₂ · I V\ ■ cos rfbzw. Vch = K₁₂ ■ (Ux - U₂) = K₂ ■ \ V\ · sin δ

(K=Konstante; rf= Driftwinkel; | Vj=GrOBe der tatsächlichen Geschwindigkeit über Grund) angeschlossen ist

10. Bordgeschwindigkeitssensor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Oszillator (30) zur Speisung der beiden Sendeantennen (T₁ und T₂) ein Richtungskoppler

(32) zur Abzweigung eines Teils der vom Oszillator (30) gelieferten HF-Energie nachgeschaltet ist, dem seinerseits zwei jeweils der einen bzw. der anderen Empfangsantenne (Rx bzw. A₂) zugeordnete Mischstufen (37 und 38) zum Mischen des abgezweigten

Richtungskopplerausgangssignals mit dem Ausgangssignal der jeweiligen Emprangsantenne (Rx bzw. A₂) nachgeschaltet sind welche ausgangsseitig an eine Schaltung bzw. den Zeitmultiplexprozessor (41) zur Ableitung von zwei bzw. der beiden Emp-

f ängerausgangsf requenzen U ι und U ₂ angeschlossen sind

11. Bordgeschwindigkeitssensor nach Anspruch 10 in Verbindung mit Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Versatzoszillator (36) die Schal·

tung bzw. den Zeitmultiplexprozessor (41) zur Ableitung der beiden Empfängerausgangsfrequenzen U ι und /χ 2 sowie einen Einseitenbandgenerator (34) beaufschlagt, welcher zwischen den Richtungskoppler (32) und die beiden Mischstufen (37 und 38) geschal-

tet ist

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bordgeschwindigkeitssensor für Luftfahrzeuge der im Oberbegriff des Hauptanspruchs angegebenen Gattung.

Die Navigation mit Ortsbestimmung nach vorherigen Daten ohne neue Peilung, wobei also die jeweilige Posi tion aus einer früheren Position unter Berücksichtigung der Bewegung des jeweiligen Luftfahrzeuges in der verflossenen Zeit bestimmt wird, erfordert eine sehr genaue Kenntnis der Geschwindigkeit und des Steuerkurses des Luftfahrzeuges, womit dessen Navigationsrech- ner beaufschlagt wird

Bei einer Vielzahl von Militärflugzeugen wird die wahre Geschwindigkeit über Grund zu diesem Zweck mittels Doppler-Radar an Bord gemessen. Bordeigene Doppier-Radarsysteme könnten bei einer noch größe ren Anzahl von Flugzeugtypen verwendet werden, wenn das Leistungsvermögen und/oder die Kosten sich günstiger gestalten ließen. Für Hochleistungslangstrekkenflugzeuge wären beispielsweise eine verbesserte Genauigkeit und eine bessere Funktionsweise über Wasser von Vorteil. Für Flugzeuge niedriger Leistung wären dagegen niedrigere Kosten wünschenswert.

Bei der Ermittlung der Geschwindigkeit eines Luftfahrzeuges über Grund mittels eines konventionellen, bordeigenen Doppler-Radarsystems ist der Betrieb über Wasser in zweifacher Hinsicht mit Schwierigkeiten verbunden. Ist die Wasseroberfläche sehr glatt, dann hat dies einen Signalverlust zur Folge, so daß mit dem zuletzt erhaltenen, gespeicherten Signal weitergearbeitet

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werden muß. Bei anderen Wasserzuständen verändert 38 38 424).

sich bei bordeigenen Doppler-Radarsystemen die Eich- Bei einer bekannten Variante eines solchen Bordge-

konstante der Geschwindigkeit über Grund, wenn nicht schwindigkeitssensors sind darüber hinaus Maßnahmen

sehr schmale Radarstrahlen angewendet werden. Ver- getroffen, um die Größen zweier zueinander senkrech-

suche zur Lösung dieser Probleme haben zu Verbesse- 5 ter Horizontalgeschwindigkeitskomponenten bzw. die

rangen der bordeigenen Doppler-Radarsysteme bezug- Größe der wahren Geschwindigkeit über Grund und

lieh der Eichverschiebung über Wasser geführt. des Driftwinkels unabhängig von einer bestimmten

Darüber hinaus hat man Alternativen zum Doppler- Achse des jeweiligen Luftfahrzeuges, nämlich der Steu-

Radar in Betracht gezogen, wie beispielsweise das Mi- erkursachse desselben, bestimmen zu können, wie bei-

krowelleninterferenzbild-Verfahren und dementspre- 10 spielsweise für Hubschrauber von Vorteil, welche auch

chend arbeitende Bordgeschwindigkeitssensoren, wel- seitlich und sogar rückwärts fliegen können. Diese Maß-

che im Gegensatz zu bordeigenen Doppler-Radarsyste- nahmen sind schaltungstechnischer Natur und betreffen

men auch über glattem Wasser gut funktionieren. Da die Art und Weise der Signalverarbeitung im Empfän-

dabei die Radarstrahlen gerade nach unten gerichtet gerteil des Bordgeschwindigkeitssensors und wie die

sind, hat der Betrieb über glattem Wasser eine Erhö- 15 Empfangsantennen zu Paaren kombiniert werden (US-

hung des Signalniveaus gegenüber dem Betrieb über PS 39 74 500).

Land oder rauhem Wasser zur Folge. Darüber hinaus ist Alle diese bekannten, nach dem Mikrowelleninterfeden nach dem Mikrowelleninterferenzbild-Verfahren renzbild-Verfahren arbeitenden, an Bord eines Luftfahrarbeitenden Bordgeschwindigkeitssensoren eine ver- zeuges zu installierenden Geschwindigkeitssensoren minderte Eichverschiebung über Wasser eigen. Die ver- 20 können fä/ CW- oder Dauerstrichbetrieb oder für pulbesserte Betriebsweise über Wasser stellt einen echten sierende Betriebsweise ausgebildet werden. Sie weisen Vorteil dieser Bordgeschwindigkeitssensoren gegen- Energiesensoren auf, welche jeweils ah quadratischer über den konventionellen, bordeigenen Doppler-Radar- Gleichrichter oder Überlagerungsempfänger, gegebesystemen dar. nenfalls mit Streusperrfilter, ausgebildet sein können

Bei den nach dem Mikrowelleninterferenzbild-Ver- 25 und einer Empfangsantenne nachgeschaltet sind, um fahren arbeitenden Bordgeschwindigkeitssensoren für beim Durchlauf derselben durch das »Tüpfelmuster« ein Luftfahrzeuge zur Feststellung der Geschwindigkeit entsprechendes Ausgangssignal abzugeben. Die hinüber Grund wird letzterer mi» einem monochromati- sichtlich der Wellenform gleichen, jedoch zeitlich gesehen Radarstrahl, also einem Strahl gebündelter HF- genseitig versetzten, der einen bzw der anderen Emp-Energie, ausgeleuchtet und ein Echostrahl, also ein Teil 30 fangsantenne eines zusammengehörenden Paares zugeder zurückgestreuten HF-Energie, zur Geschwindig- ordneten Ausgangssignale werden zu einer Empfängerkeitsermiitlung herangezogen, wobei die aufgrund der ausgangsfrequenz, bei welcher es sich um eine Oberzufälligen Natur des bestrahlten Grundes zufällige Ver- schneidungsfrequenz handelt, und welche beim einditeilung der reflektierten HF-Energie im Echostrahl aus- mensionalen oder einachsigen Bordgeschwindigkeitsgenutzt wird, welche ein »Tüpfelmuster« ähnlich demje- 35 sensor der Größe oder Geschwindigkeit des jeweiligen nigen bewirkt, das bei Beleuchtung einer diffusen Fläche Luftfahrzeugs direkt proportional ist, verarbeitet Bei mit einem Laser sichtbar wird. Das Dichtediagramm der den zweidimensionaien oder zweiachsigen Bordge- ■ reflektierten HF-Energie im Echostrahl ist entspre- schwindigkeitssensoren ergeben sich zwei Empfänger- I chend »getüpfelt«. ausgangsfrequenzen, aus denen die erwähnten Ge- |

Es ist bekannt, am jeweiligen Luftfahrzeug eine « schwindigkeitsdaten bestimmt werden.

Hornantenne als Sendeantenne und mindestens zwei im In jedem Fall erzeugt die von einem Oszillator mit

wesentlichen identischen Hornantennen als Empfangs- Hf-Energie beaufschlagte Sendeantenne ein durch-

antennen vorzusehen. Beim Flug des Luftfahrzeuges be- schnittlich kreisrundes »Tüpfelmuster« des Echostrahls,

wegt sich das »Tüpfelmuster« des Echostrahls als Gan- welches also keine bevorzugte Orientierung hat. Bei den

zes in der zur Bewegungsrichtung des Luftfahrzeuges 45 zweidimensionaien oder zweiachsiger" Bordgeschwin-

entgegenpesetzten Richtung mit derselben Geschwin- digkeitssensoren mit drei Empfangsantennen wird also

digkeit gegenüber Grund und somit der doppelten Ge- der wirksame Abstand zwischen den beiden Emp'angs-

schwindigkeit bezüglich der Empfangsantennen. Aus antennen jedes der beiden festen Paare (US-PS

der zum Durchlaufen des gegenseitigen Abstands der 38 38 424) oder der beiden jeweils ausgewählten Paare

Empfangsantennen voneinander erforderlichen Zeit 50 (US-PS 39 74 500) allein von der Projektion des tatsäch-

läßt sich somit die jeweilige Geschwindigkeit des Luft- liehen Abstandes derselben voneinander auf den jewei-

fahrzeuges genau bestimmen. ligen Geschwindigkeitsvektor bestimmt. Deswegen

Mit zwei auf einer zur Steuerkursachse des jeweiligen muß ein verhältnismäßig komplizierter Rechner verLuftfahrzeuges parallelen Linie liegenden Empfangsan- .veiidei werden, um zwei orthogonale Horizontalgetennen läßt sich nur die Größe der Steuerkursgeschwin- 55 schwindigkeitskomponenten zu ermitteln und ist ferner digkeit bestimmen. Für einen zweiachsigen oder zweidi- nur ein verhältnismäßig kleiner Driftwinkel für irgendmemionalen Bordgeschwindigkeitssensor zur Ermitt- ein spez isches Paar der drei Empfangsantennen zuläslung der Größen der Steuerkursgeschwindigkeit und sig.

der Drift- oder Steuerkursquergeschwindigkeit bzw. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eider Größe der wahren Geschwindigkeit über Grund 60 nen zweidimensionaien oder zweiachsigen Bordge- und des Driftwinkels werden drei Empfangsantennen schwindigkeitssensor für Luftfahrzeuge der im Oberbe- und eine entsprechend große Sendeantenne vorgese- griff des Hauptanspruchs angegebenen Gattung zu hen, wobei die Empfangsantennen im Dreieck und sym- schaffen, mit welchem die geschilderten Nachteile behometrisch zur Steuerkursachse des jeweiligen Luftfahr- ben sind.

zeuges angeordnet sind, ebenso die Sendeantenne. Die 65 Diese Aufgabe H durch die im kennzeichnenden Teil

drei Empfangsantennen werden paarweise betrieben, des Hauptanspruchs angegebenen Merkmale gelöst,

wobei die auf der Steujrkursachse liegende Empfangs- Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den

antenne jedem der beiden Paare zugehört (US-PS restlichen Ansprüchen gekennzeichnet.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Darin zeigen, jeweils schematisch

F i g. 1 die Anordnung der Sende- und Empfar.gsantennen in Bezug auf die Steuerkursachse bzw. Steuer- kursquerachse des zugehörigen Luftfahrzeuges,

F i g. 2 die geometrischen Verhältnisse zwischen den beiden Empfangsantennen und dem »Tüpfelmuster«, welches von einer der beiden Sendeantennen hervorgerufen wird,

Fig.3a und 3b jeweils die Gestalt des mittleren »Tüpfelmusters«, wie es bei einem bekannten bzw. erfindungsgemäßen Bordgeschwindigkeitssensor auftritt,

F i g. 4 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bordgeschwindigkeitssensors.

Bei Bordgeschwindigkeitssensoren, welche nach dem Mikrowelleninterferenzbild-Verfahren arbeiten, wird eine Empfängerausgangsfrequenz erzeugt, welche dem

■ Will «tit UVd 4.1.11111.1IVtI /"Vl/3 ICUlUCd UCS LA»IIl#a ti aHlClUfS* fangs durch zwei Empfangsantennen proportional ist, welche Verzögerung aus dem räumlichen Abstand der beiden Empfangsantennen voneinander resultiert. Demzufolge muß bei einem solchen eindimensionalen oder einachsigen Bordgeschwindigkeitssensor die Bewegungsrichtung des jeweiligen, damit versehenen Luft- fahrzeuges entsprechend derjenigen Linie verlaufen, welche die Mitten der beiden als Empfangsantennen dienenden Hornantennen verbindet. Die besagte Empfängerausgangsfrequenz ist die Größe der Geschwindigkeit des Luftfahrzeuges dann direkt proportional.

Bei einem zweidimensionalen oder zweiachsigen, nach dem Mikrowelleninterferenzbild-Verfahren arbeitenden Bordgeschwindigkeitssensor müssen zwei, vorzugsweise zueinander senkrechte Horizontalgeschwindigkeitskomponenten gemessen werden. Dazu sind nach Fig. 1 erfindungsgemäß am jeweiligen Luftfahrzeug zwei Sendeantennen Ti und 7; vorgesehen^ welche jeweils als Hornantenne mit einer langen, schmalen Horn- oder Sendeöffnung ausgebildet und mit derselben auf die Steuerkursachse //des Luftfahrzeuges der- art ausgerichtet sind, daß die Horn- oder Sendeöffnungen mit der zur Steuerkursachse //senkrechten Steuerkursquerachse CH einen oberen bzw. unteren Winkel θ einschließen, dessen genaue Größe nicht kritisch ist Lediglich zu Veranschaulichungszwecken ist in F i g. 1 ein Winkel #=22,5° gewählt. Die beiden am Luftfahrzeug weiterhin vorgesehenen, ebenfalls jeweils von einer Hornantenne gebildeten Empfangsantennen R\ und R₂ liegen mit ihren Mitten auf einer zur Steuerkursachse H parallelen Linie.

Jede der beid-.n Sendeantennen 71 und Ti erzeugt beim Einschalten mit der abgestrahlten, gebündelten H F-Energie, also dem ausgesendeten Radarstrahl, einen Echostrahl vom Grund zurückgestreuter HF-Energie mit einem langen, schmalen »Tüpfelmuster«, wobei die Längsachse des mittleren »Tüpfelmusters« entsprechend der Längsachse der Horn- oder Sendeöffnung der zugehörigen, strahlenden Sendeantenne Γι bzw. T₂ ausgerichtet ist Die Analyse zeigt, daß die Abmessungen des mittleren »Tüpfelmusters«, also die Abmessungen des 50%-LJmrisses der zweidimensionalen Autokorrelationsfunktion des »Tüpfelmusters« des zurückgeworfenen Echostrahls, mit den Abmessungen der Horn- oder Sendeöffnung der zugehörigen Sendeantenne 71 bzw. Ti vergleichbar sind.

Bei der Antennenanordnung nach F i g. 1 ist für jeden von Null abweichenden Driftwinkel das jeweilige »Tüpfelmuster« bezüglich der Luftfahrzeugzelle sowohl seit lich als auch in Längsrichtung versetzt. Solange das mittlere »Tüpfelmuster« bei der Bewegung zwischen den beiden Empfangsantennen R\ und R₂ nicht um mehr als die Hälfte seiner Längsabmessung verschoben wird, ist der Korrelationsverlust zwischen den beiden von der Empfangsantenne R\ bzw. R₂ empfangenen Signalen annehmbar klein. Bei den in F i g. 1 gezeigten Abmessungen bedeutet dies, daß Driftwinkel von bis zu 52° verarbeitet werden können.

Unterhalb dieser Grenze, welche im übrigen für Flugzeuge mit feststehenden Tragflügeln keinerlei Schwierigkeiten macht, kann das jeweilige »Tüpfelmuster« durch eine gerade Linie unendlicher Länge angenähert werden. In F i g. 2 sind die geometrischen Verhältnisse für die Sendeantenne T₂ veranschaulicht. Wie daraus ersichtlich, entspricht der wirksame Abstand rfder Empfangsantennen R] und R₂ voneinander der Projektion des tatsächlichen Abstandes S auf eine zur »Tüpfelmusieriinie« bzw. rar Längsachse des von der Sendeantenne T₂ erzeugten »Tüpfelmusters« senkrechte Linie. Die von dem nach dem Mikrowelleninterferenzbild-Verfahren arbeitenden Bordgeschwindigkeitssensor für diese Sendeantenne T₂ gelieferte Empfängerausgangsfrequenz stellt also die Horizontalgeschwindigkeitskomponente senkrecht zur Längsachse der Horn- und Sendeöffnung derselben dar.

Wie F i g. 2 zeigt, schließen die kurze Querachse der Horn- rider Sendeöffnung der Sendeantenne T₂ und die Linie, auf welcher die Mitten der beiden Empfangsantennen Ri und R₂ liegen, ebenfalls den erwähnten Winkel ö=-22^° ein, die Richtung dtr jeweiligen Geschwindigkeit V des Luftfahrzeuges und die besagte Verbindungslinie der Mitten der beiden Empfangsantennen R\ und R₂ den Driftwinkel if der Luftfahrzeugzelle. Für den projizierten, wirksamen Abstand dder Empfangsantennen R\ und R₂ voneinander ergibt sich:

d - 5 · cos Θ.

Der zeitliche Abstand r des Echostrahlempfanges durch die eine und die andere Empfangsantenne R\ bzw. R₂ läßt sich aus folgender Gleichung berechnen:

l/r = [2 · I V\ cos(rf+ S)]Zd.

Es ergibt sich die Empfängerausgangsfrequenz f_x=KJr. Dabei bedeuten K eine Konstante und | V| die Größe der Geschwindigkeit Vdes jeweiligen Luftfahrzeuges.

In F i g. 3a und 3b ist jeweils die Gestalt des »Durchschnittstüpfelmusters« der Echostrahlen veranschaulicht, welche nach dem Stande der Technik bzw. erfindungsgemäß von den Empfangsantennen R\ und R₂ empfangen werden. Wie aus F i g. 3a hervorgeht, werden bei den bekannten, nach dem Mikrowelleninterferenzbild-Verfahren arbeitenden Bordgeschwindigkeitssensoren Echostrahlen mit kreisrunden »Tüpfelmuster« für die Empfangsantennen R\ und R₂ erzeugt Demgegenüber erzeugen die Horn- oder Sendeöffnungen der erfindungsgemäß vorgesehenen Sendeantennen 71 und Ti jeweils ein elliptisches »Tüpfelmuster« des Echostrahles. Wie erwähnt bewirken längliche Horn- oder Sendeöffnungen »Tüpfelmuster« derselben Orientierung und vergleichbarer Größe. Mit solchen »Tüpfelmustern« ist es möglich, allein die zur »Tüpfelmusterlinie« bzw. »Tüpfelmusterlängsachse« normale Horizontalgeschwindigkeitskomponente genau festzustellen.

Die nach dem Stande der Technik angewendeten, kreisrunden »Tüpfelmuster« haben keine bevorzugte

Orientierung. Daher entspricht der wirksame Abstand zwischen irgend zwei Empfangsantennen /?i und Ri der Projektion des tatsächlichen Abstandes auf den Geschwindigkeitsve'-.tor. Deswegen ist ein verhältnismäßig verwickelter Rechner erforderlich, um zwei orthogona-Ie Horizontalgeschwindigkeitskomponenten zu ermitteln, und ist für ein spezifisches Paar von Empfangsantenne'-. R\ und /?2 aus drei Empfangsantennen nur ein beträchtlich kleinerer Driftwinkel δ zulässig. Demgegenüber ermöglicht die Erfindung die Verwendung eines sehr viel einfacheren Rechners, welcher nur so ausgestaltet zu sein braucht, daß zwei Empfängerausgangsfrequenzen addiert bzw. subtrahiert und die geeigneten Skalenfaktoren hinzugefügt werden, um aus der Frequenzaddition die Steuerkursgeschwindigkeit Vh und aus der Frequenzsubtraktion die Drift- oder Steuerkursquergeschwindigkeit Vcwzuermit'eln. Vh =

In Fig.4 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bordgeschwindigkeitssen- Vch · sors wiedergegeben, wobei die durch die einzelnen Blöcke veranschaulichten Bauelemente jeweils in üblicher Weise funktionieren. Die jeweilige Betriebsweise entspricht derjenigen des entsprechenden Bauelementes des Bordgeschwindigkeitssensors gemäß US-PS 38 38 424 bzw. 39 74 500.

Der Bordgeschwindigkeitssensor gemäß F i g. 4 weist neben den beiden Sendeantennen Ti und T₂ sowie den beiden Empfangsantennen R\ und Ri einen GUNN-Oszillator 30, einen Richtungskoppler 32, einen Antennenumschalter 33, einen Einseitenbandgenerator 34, bei dem s sich im wesentlichen um einen Überlagerungsoszillator handelt, einen Schaltgenerator 35, einen Versatzoszillator 36, zwei Mischstufen 37 und 38, zwei ZF-Verstärker 39 und 40, einen Zeitmultiplexprozessor 41 und einen Rechner 42 auf.

Die beiden Sendeantennen Ti und T₂ sind über den Antennenumschalter 33 und den Richtungskoppler 32 mit dem GUNN-Oszillator 30 verbunden, in weichem die von den Sendeantennen T_t und T₂ als Dauerstrichoder CW-Radarsignal abgestrahlte HF-Energie erzeugt wird. Der Richtungskoppler 32 lenkt die abzustrahlenden HF-Energie zu den Sendeantennen Ti und T₂ und überträgt bzw. dämpft einen kleinen Teil der HF-Energie zum Einseitenbandgenerator 34 für die weitere Verwendung im Empfängerteil des Bordgeschwindigkeitssensors. Der vom Schaltgenerator 35 gesteuerte Antennenumschalter 33 bewirkt ein abwechselndes Einschalten der Sendeantennen Ti und T₂, so daß der Grund in vorgegebener Aufeinanderfolge von der Sendeantenne Ti und von der Sendeantenne T₂ her mit einem monochromatischen Radarstrahl ausgeleuchtet wird.

Der Schaltgenerator 35 beaufschlagt auch den Zeitmultiplexprozessor 41, um Gleichlauf bezüglich derjenigen Sendeantenne Ti bzw. Ti zu erzielen, welche bei der jeweiligen Empfangsperiode überwacht wird.

Die Empfangsantennen R\ und Ri kreuzen den zurückgeworfenen Echostrahl, wie F i g. 3b zeigt. Wenn erwähntermaßen auch die Energieverteilung des in der Empfangsantenne R\ und des in der Empfangsantenne Ri empfangenen Echostrahls gleich ist, so ergibt sich eo jedoch aufgrund des räumlichen Abstandes der Empfangsantennen R\ und R2 voneinander der zeitliche Abstand r zwischen dem Empfang des Echostrahls durch die Empfangsantenne Ri und dem Empfang des Echostrahls durch die Empfangsantenne Ri. Die entaprechenden Äusgangssignaie werden in der Mischstufe 37 bzw. 38 mit dem Ausgangssignal des Einseitenbandgenerators 34 gemischt

Der Versatzoszillator 36 beaufschlagt sowohl den Einseitenbandgenerator 34 als auch von Zeitmultiplexprozessor 41, um Streufrequenzen von den Sendeantennen T\ und T₂ her im Empfängerteil des Geschwindigkeitssensors zu vermeiden.

Die Ausgangssignale der Mischstufen 37 und 38 gehen über den zugehörigen ZF-Verstärker 39 bzw. dem Zeitmultiplexprozessor 41 zu, in welchem Überschneidungsfrequenzen f, 1 und /, 2 so erzeugt werden, wie in US-PS 38 38 424 bzw. 39 74 500 geschildert. Mit diesen Empfängerausgangsfrequenzen f_x\ und f_xi wird der Rechner 42 beaufschlagt, welcher daraus die Steuerkursgeschwindigkeit Vh und die Drift- oder Steuerkursquergeschwindigkeit Vch entsprechend den folgenden Gleichungen berechnet:

Kn · 0,1 + Zi₂) -K,-\V\· cos O, und K_n -ft,- Zi₂) = K₂ ■ | V\ ■ sin ά

Wie oben, bedeuten dabei K eine Konstante und | V\ die Größe der Geschwindigkeit V des jeweiligen Luftfahrzeuges sowie Jden Driftwinkel desselben.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Bordgeschwindigkeitssensor für Luftfahrzeuge, welcher nach dem Mikrowelleninterferenzbüd-Verfahren arbeitet, wobei der Grund mit einem monochromatischen Radarstrahl ausgeleuchtet wird und mehrere Empfangsantennen für den Echostrahl vorgesehen sind, welche dessen »Tüpfelmuster« nacheinander kreuzen, so daß sich Empfängerausgangsfrequenzen ergeben, mit denen ein Rechner zur Berechnung der Steuerkursgeschwindigkeit und der Drift- oder Steuerkursquergeschwindigkeit beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwei auf einer zur Steuerkursachse (H) des jeweiligen Luftfahrzeuges parallelen Linie angeordnete Empfangsantennen (R_x und A₂) und zwei jeweils einen Echostrahl mit bestimmter Orientierung des zugehörigen »Tüpfelmusters« bezüglich der Steuerkursachse (H) erzeugende Sendeantennen (T\ und T₂) vorgesehen sind.

2. Bordgeschwindigkeitssensor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine solche Anordnung der beiden Sendeantennen (T, und T₂), daß das »Tüpfelmuster« des von der einen Sendeantenne (T₁) erzeugten Echostrahls und dasjenige des von der anderen Sendeantenne (T₂) hervorgerufenen Echostrahls bezüglich der Steuerkursquerachse (CH) des jeweiligen Luftfahrzeugs jeweils um denselben Winkel θ in einander entgegengesetzten Richtungen geneigt orieii'iert sind.

3. Bordgeschwindigkeitssonsor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sendeantennen (Ti und T₂) jiwei's zur Erzeugung eines Echostrahls mit einem langen und schmalen, vorzugsweise elliptischen »Tüpfelmuster« ausgebildet sind

4. Bordgeschwindigkeitssensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sendeantennen (T\ und T₂) jeweils eine entsprechend lange und schmale Sendeöffnung aufweisen.

5. Bordgeschwindigkeitssensor nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch eine solche Anordnung der beiden Sendeantennen (T\ und T₂) und der beiden Empfangsantennen (R, und R₂) daß nur die Geschwindigkeitskomponenten senkrecht zur »Tüpfelmusterlängsachse« des von der einen bzw. der anderen Sendeantenne (T\ bzw. T₂) erzeugten Echostrahls erfaßt werden.

6. Bordgeschwindigkeitssensor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Sendeantennen (T, und T₂) abwechselnd einschaltbar sind.

7. Bordgeschwindigkeitssensor nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Versatzoszillator (36) zur Vermeidung von Streufrequenzen zwischen dem Sender- und dem Empfängerteil.

8. Bordgeschwindigkeitssensor nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Empfangsantennen (R, und R₂) ausgangsseitig an einen Zeitmu'tiplexprozessor (41) zur Ableitung von zwei Empfängerausgangsfrequenzen f_x, und f_x ι angeschlossen sind.

9. Bordgeschwindigkeitssensor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitmultiplexprozessor (41) ausgangsseitig an einen Rechner (42) zur Berechnung der Steuerkursgeschwindigkeit Vh und

der Drift- oder Steuerkursquergeschwindigkeit Vch entsprechend der Gleichung